3942: 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

Novos dados de satélite da Agência Espacial Europeia (ESA) mostram que o campo magnético da Terra está a enfraquecer entre…

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2 Julho, 2020

 

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3936: Nasceu uma estrela: é o magnetar mais jovem de sempre

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(dr) ESA
Representação artística do magnetar Swift J1818.0-1607

Astrónomos da NASA e da ESA descobriram o pulsar mais jovem alguma vez conhecido. Esta “criança celeste” tem apenas 240 anos.

É muito raro encontrar um objecto celeste muito novo. No entanto, esta pequena estrela, conhecida como Swift J1818.0-1607, é a mais nova do género, e está a apenas 60 anos-luz da constelação Cassiopeia.

Uma das características desta recém-nascida é que não é apenas uma estrela de neutrões, mas também um magnetar, um tipo de estrela de neutrões que gira a alta velocidade sobre si mesma e que possui um intenso campo magnético. Até agora, só foram descobertos 30 magnetares.

Além disso, segundo o New Atlas, pertence ao clube exclusivo de magnetares que também são pulsares de rádio, dos quais existem apenas cinco membros conhecidos.

Ser tão jovem ajuda os astrónomos a aprender mais sobre os primeiros dias este objecto estelar. “Este objecto está a mostrar-nos um tempo anterior na vida de um magnetar, logo após a sua formação”, disse Nanda Rea, em comunicado.

A Swift J1818.0-1607 reúne a massa de dois sóis num espaço do tamanho de uma cidade, girando uma vez a cada 1,36 segundos, uma característica que a torna um dos objectos de rotação mais rápidos que conhecemos. O seu poderoso campo magnético significa que muitas vezes explode em raios gama, raios-X e ondas de rádio.

O Observatório Neil Gehrels Swift, da NASA, localizou o corpo celeste a 12 de março, durante uma explosão de raios-X. O artigo científico com as descobertas foi publicado recentemente no Astrophysical Journal Letters.

Apesar de os magnetares serem muito raros, a equipa refere que podem ser mais comuns do que imaginamos. “É provável que os magnetares sejam muito bons a esconderem-se sob o radar quando estão adormecidos e só sejam descobertos quando ‘acordam’. Este bebé magnetar demonstrou isso mesmo, dado que era muito menos luminoso antes da explosão que levou à sua descoberta.”

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Por ZAP
30 Junho, 2020

 

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3884: XMM-Newton espia pulsar bebé mais jovem alguma vez descoberto

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um magnetar.
Os magnetares são os objectos cósmicos com os mais fortes campos magnéticos alguma vez medidos no Universo. São pulsares extremamente magnetizados – os remanescentes quentes e densos de estrelas massivas que expelem radiação energética em surtos impulsivos e surtos mais longos em escalas de tempo de milissegundos a anos.
Uma campanha com vários instrumentos liderada pelo XMM-Newton da ESA capturou uma explosão emanando do pulsar bebé mais jovem já descoberto: Swift J1818.0−1607, que é curiosamente também um magnetar.
Crédito: ESA

Uma campanha de observação liderada pelo observatório espacial XMM-Newton da ESA revela o pulsar mais jovem alguma vez visto – o remanescente de uma estrela anteriormente massiva – que também é um “magnetar”, ostentando um campo magnético cerca de 100 milhões de vezes mais forte do que os imãs mais poderosos já construídos por humanos.

Os pulsares são alguns dos objectos mais exóticos do Universo. Formam-se quando estrelas massivas terminam as suas vidas por meio de poderosas explosões de super-nova e deixam para trás remanescentes estelares extremos: quentes, densos e altamente magnetizados. Às vezes, os pulsares também passam por períodos de actividade bastante alta, durante os quais emitem enormes quantidades de radiação energética em escalas de tempo de milissegundos a anos.

As explosões mais pequenas geralmente assinalam o início de um maior surto, quando a emissão de raios-X se pode tornar mil vezes mais intensa. Uma campanha de vários instrumentos liderada pelo XMM-Newton capturou agora uma explosão emanando do pulsar bebé mais jovem alguma vez descoberto: Swift J1818.0−1607, que foi originalmente descoberto pelo Observatório Swift da NASA em Março.

E há mais. Este pulsar não é apenas o mais jovem dos 3000 conhecidos na nossa Via Láctea, mas também pertence a uma categoria muito rara de pulsares: magnetares, os objectos cósmicos com os campos magnéticos mais fortes já medidos no Universo.

“Swift J1818.0−1607 fica a cerca de 15.000 anos-luz de distância, dentro da Via Láctea,” diz o autor principal Paolo Esposito da Escola Universitária de Estudos Superiores de Pavia, Itália.

“Identificar algo tão jovem, logo após se formar no Universo, é extremamente empolgante. As pessoas na Terra poderiam ver a explosão de super-nova que formou este magnetar bebé há cerca de 240 anos, bem no meio das revoluções americana e francesa.”

Este magnetar ainda tem mais títulos a reclamar. É um dos objectos do seu tipo com mais rápida rotação conhecida, girando uma vez a cada 1,36 segundos – apesar de conter a massa de dois sóis num remanescente estelar que mede apenas 25 km de diâmetro.

Imediatamente após a descoberta, os astrónomos examinaram este objecto em mais detalhe com o XMM-Newton, com os satélites Swift e NuSTAR da NASA e com o Radiotelescópio da Sardenha na Itália.

Ao contrário da maioria dos magnetares, que são observáveis apenas em raios-X, as observações revelaram que Swift J1818.0−1607 é um dos poucos que também mostra emissão pulsada no rádio.

“Os magnetares são objectos fascinantes e este bebé parece ser especialmente intrigante, devido às suas características extremas,” diz Nanda Rea do Instituto de Ciências Espaciais em Barcelona, Espanha, e investigadora principal das observações.

“O facto de poder ser observado tanto em raios-X como no rádio fornece uma pista importante para um debate científico em andamento sobre a natureza de um tipo específico de remanescente estelares: os pulsares.”

Um tipo de pulsar especialmente magnetizado, pensa-se que os magnetares sejam invulgares no Universo – os astrónomos detectaram apenas cerca de 30 – e supõe-se que sejam distintos de outros tipos de pulsar que aparecem fortemente nas emissões de rádio.

Mas os investigadores de raios-X suspeitam há muito tempo que os magnetares podem ser bem mais comuns do que esta visão sugere. Esta nova descoberta apoia a ideia de que, em vez de serem exóticos, podem formar uma fracção substancial dos pulsares encontrados na Via Láctea.

“O facto de um magnetar ter sido formado recentemente indica que esta ideia tem fundamento,” explica a co-autora Alice Borghese, que trabalhou na análise de dados com o colega Francesco Coti Zelati – ambos também do Instituto de Ciências Espaciais em Barcelona.

“Os astrónomos também descobriram muitos magnetares na década passada, duplicando a população conhecida,” acrescenta. “É provável que os magnetares sejam bons a ‘voar abaixo do radar’ quando estão adormecidos e só sejam descobertos quando ‘acordam’ – como demonstrado por este magnetar bebé, que era muito menos luminoso antes da explosão que levou à sua descoberta.”

Além disso, pode não haver uma diversidade de pulsares tão ampla quanto se pensava inicialmente. Os fenómenos distintos mostrados pelos magnetares também podem ocorrer noutros tipos de pulsares, assim como Swift J1818.0−1607 exibe características – emissão de rádio – geralmente não atribuídas aos magnetares.

“Embora interessantes por si só, os magnetares são relevantes numa escala muito mais ampla: podem desempenhar um papel fundamental na condução de uma série de eventos transientes que vemos no Universo,” acrescenta Francesco.

“Acredita-se que estes eventos estejam de alguma forma ligados aos magnetares durante o seu nascimento, ou nos estágios iniciais das suas vidas, tornando esta descoberta especialmente emocionante.”

Exemplos de eventos transientes incluem explosões de raios-gama, explosões de super-nova super-luminosas e os misteriosos FRBs (Fast Radio Bursts). Estes eventos energéticos estão potencialmente ligados à formação e existência de objectos jovens e fortemente magnetizados – como Swift J1818.0−1607.

“Para inferir a idade deste magnetar, os investigadores precisaram de medições de alta resolução a longo prazo, tanto do ritmo de rotação, tanto de como a rotação muda ao longo do tempo,” acrescenta o cientista Norbert Schartel, do projecto XMM-Newton da ESA.

“O instrumento EPIC (European Photon Imaging Camera) do XMM-Newton observou Swift J1818.0−1607 apenas três dias após a sua descoberta, permitindo que os investigadores extraíssem uma imagem precisa da sua emissão de raios-X e caracterizassem com mais detalhe as suas propriedades espectrais e de rotação.”

“Este tipo de investigação é extremamente importante para entender mais sobre o conteúdo estelar da Via Láctea e para revelar a complexidade dos fenómenos que ocorrem em todo o Universo.”

Astronomia On-line
19 de Junho de 2020

 

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3865: Mais perto do que nunca. Solar Orbiter fez sua primeira aproximação ao Sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/SOL

A sonda Solar Orbiter registou esta segunda-feira as fotografias mais próximas do Sol. As imagens foram capturadas durante a primeira aproximação da missão à estrela.

A sonda Solar Orbiter, da Agência Espacial Europeia (ESA), foi enviada ao Espaço em Fevereiro com a missão de captar as primeiras imagens dos pólos do Sol. Esta segunda-feira, o explorador fez uma aproximação de cerca de 77 milhões de quilómetros de distância da nossa estrela, registando as primeiras fotografias.

A distância de 77 milhões de quilómetros corresponde a cerca de metade da distância entre o astro e o planeta Terra. A Solar Orbiter é a primeira sonda europeia a entrar na órbita de Mercúrio, e na sua maior aproximação do Sol, está previsto chegar aos 42 milhões de quilómetros de distância da sua superfície.

A aproximação vai permitir aos cientistas testar os seus 10 instrumentos científicos. Segundo o EarthSky, os seis telescópios a bordo vão permitir obter imagens muito próximas do Sol em uníssono pela primeira vez, que serão reveladas em meados de Julho.

Até agora, todas as fotografias captadas e aproximadas do astro foram feitas a partir da Terra, através do telescópio solar no Havai. A sonda solar Parker, da NASA, lançada em há dois anos, já fez algumas aproximações, mas não possui telescópios com capacidade de olhar directamente para o Sol.

As primeiras observações têm como objectivo testar se os telescópios estão preparados para futuros registos científicos e, apesar de ser um teste, a verdade é que os cientistas já aguardam com ansiedade alguns resultados.

A próxima fase de aproximação será realizada em 2021 e a mais próxima planeada só para o início de 2022, prevendo-se uma aproximação de 48 milhões de quilómetros.

A Solar Orbiter vai aproveitar a gravidade de Vénus para executar rotações em forma elíptica e, assim, conseguir registar imagens dos pólos do Sol. Esta observação vai permitir aos cientistas analisar e compreender melhor o comportamento do campo magnético.

A sonda encontra-se, actualmente, a 134 milhões de quilómetros da Terra e, nesta fase, as imagens demoram cerca de uma semana a chegar, com uma janela diária de nove horas para fazer o download.

Assim que a Solar Orbiter se aproximar ainda mais do Sol, as imagens podem demorar vários meses a chegar, mas o satélite tem capacidade de reter as imagens no próprio hardware e depois enviá-las quando se aproximar novamente do nosso planeta.

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Por ZAP
17 Junho, 2020

 

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3836: eSail: primeiro satélite com software de controlo criado em Portugal descola dia 18

CIÊNCIA/ESPAÇO

O mais recente membro da constelação eSail parte rumo ao Espaço a 18 de Junho Imagem da ESA

A Edisoft começou por desenvolver software que testa os diferentes componentes de um satélite – mas acabou por ser brindada com o convite da ESA para desenvolver todo o sistema que permite controlar um satélite enquanto se mantêm em órbita

Nem sempre os maiores feitos são fáceis de descrever, mas Hélder Silva não pode desperdiçar a oportunidade de resumir numa única frase um marco histórico para as tecnologias nacionais: “Arrisco dizer que é o primeiro software produzido por portugueses para controlar um satélite a partir de Terra que vai ser lançado para o Espaço”, explica o director da Área de Software Espacial e Sistemas Embebidos da Edisoft. O software em causa dá pelo nome de RTEMS by Edisoft. A descolagem rumo ao Espaço será feita no dia 18 de Junho, a bordo de um satélite da constelação eSail, a partir da base espacial de Kourou, na Guiana Francesa.

O satélite, que foi construído pela LuxSpace para a Agência Espacial Europeia (ESA), deverá juntar-se a uma constelação que hoje conta com 60 dispositivos em órbita a mais de 500 quilómetros de distância da Terra, com o propósito de fornecer dados de localização a diferentes embarcações (AIS) nos vários oceanos.

Inicialmente, o uso do RTEMS by Edisoft estava confinado aos testes feitos ainda na fase de construção e montagem que confirmam que os diferentes componentes de um satélite estão devidamente instalados e prontos a funcionar com um mínimo de falhas.

“Foi uma surpresa porque era suposto criarmos uma solução para ser usada apenas durante os testes, mas a ESA acabou por nos pedir que fizéssemos também a solução para uso durante as operações do satélite”, recorda Hélder Silva.

RTEMS by Edisoft foi desenvolvido em Java sobre um ambiente misto que combina Windows e Linux. O sistema, que tem certificação para participação em missões espaciais, vai ser instalado nos computadores de uma base terrestre em Svalbard, Noruega, precisamente para permitir executar diferentes manobras e funcionalidades, a partir de comandos activados a partir de Terra. A ESA e a LuxSpace são as responsáveis pelo fabrico do satélite, mas o serviço de localização da constelação eSeal é providenciado pela empresa canadiana exactEarh.

Ainda antes do convite para uso deste software durante a fase em que o satélite, já em órbita, se mantém operacional, este sistema havia valido uma primeira “vitória” à Edisoft. “É um sistema muito grande, que tem de controlar muitos dispositivos, sendo que a ESA já fez saber que pretende usar o nosso software como referência para os testes com pequenos satélites”, refere Hélder Silva.

O responsável da Edisoft lembra que um simples software que testa os diferentes componentes de um satélite pode ter um custo avultado – e poderá afastar agências e empresas menos endinheiradas que apenas pretendem enviar para o espaço pequenos satélites, que são usados durante um período limitado.

“A expectativa é continuar a disponibilizar este software de testes aos satélites produzidos pela LuxSpace e também para os todos os pequenos satélites que a ESA venha a produzir”, acrescenta, Hélder Silva, recordando que a tecnologia criada pela Edisoft também pode ser adaptada a satélites de maiores dimensões se for necessário.

No que toca às operações durante a missão espacial do novo satélite eSail, Hélder Silva admite que a fasquia de exigência é maior: “Tivemos de criar vários protótipos nestes últimos três anos. Se um software falha durante um serviço convencional, pomos tudo a correr outra vez, mas no Espaço não é possível pôr o software a correr tudo de novo, outra vez. Se houver uma falha no sistema, pode perder-se a missão”, conclui Hélder Silva.

Exame Informática
12.06.2020 às 16h21
Hugo Séneca

 

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3790: Hubble faz descoberta surpreendente no Universo primitivo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Novos resultados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que a formação das primeiras estrelas e galáxias no início do Universo ocorreu mais cedo do que se pensava anteriormente. Uma equipa europeia de astrónomos não encontrou evidências da primeira geração de estrelas, conhecida como População III, até uma altura no passado em que o Universo tinha menos de mil milhões de anos.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser

Novos resultados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que a formação das primeiras estrelas e galáxias no início do Universo ocorreu mais cedo do que se pensava anteriormente. Uma equipa europeia de astrónomos não encontrou evidências da primeira geração de estrelas, conhecida como População III, até uma altura no passado em que o Universo tinha apenas 500 milhões de anos.

A exploração das primeiras galáxias continua a ser um desafio significativo na astronomia moderna. Não sabemos quando ou como as primeiras estrelas e galáxias do Universo se formaram. Estas perguntas podem ser abordadas com o Telescópio Espacial Hubble através de observações profundas. O Hubble permite que os astrónomos vejam o Universo até 500 milhões de anos após o Big Bang.

Uma equipa de investigadores europeus, liderada por Rachana Bhatawdekar da ESA, decidiu estudar a primeira geração de estrelas no início do Universo. Conhecidas como estrelas de População III (cujo nome surgiu porque os astrónomos já tinham classificado estrelas da Via Láctea como População I, estrelas como o Sol, ricas em elementos mais pesados, e População II, estrelas mais velhas com um conteúdo baixo de elementos pesados, encontradas no bojo e no halo da Via Láctea e em enxames globulares), estas estrelas foram forjadas a partir do material primordial que emergiu do Big Bang. As estrelas de População III devem ter sido formadas exclusivamente com hidrogénio, hélio e lítio, os únicos elementos que existiam antes dos processos nos núcleos dessas estrelas produzirem elementos mais pesados, como oxigénio, azoto, carbono e ferro.

Bhatawdekar e a sua equipa investigaram o Universo primitivo cerca de 500 milhões a mil milhões de anos após o Big Bang estudando o enxame MACSJ0416 e o seu campo paralelo com o Telescópio Espacial Hubble (com dados de suporte do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e do VLT do ESO). “Não encontrámos evidências destas estrelas de primeira geração, ou População III, neste intervalo de tempo cósmico,” disse Bhatawdekar acerca dos novos resultados.

Isto foi alcançado usando o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) e o instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys) do Telescópio Espacial Hubble, como parte do programa Frontier Fields do Hubble. Este programa (que observou seis distantes enxames galácticos de 2012 a 2017) produziu as observações mais profundas alguma vez feitas de enxames de galáxias e das galáxias localizadas atrás deles que foram ampliadas pelo efeito das lentes gravitacionais, revelando galáxias 10 a 100 vezes mais ténues do que as observadas anteriormente. As massas dos enxames galácticos em primeiro plano são grandes o suficiente para curvar e ampliar a luz dos objectos mais distantes atrás deles. Isto permite que o Hubble use estas lupas cósmicas para estudar objectos que estão para lá das suas capacidades operacionais nominais.

Bhatawdekar e a sua equipa desenvolveram uma nova técnica que remove a luz das galáxias brilhantes em primeiro plano que constituem estas lentes gravitacionais. Isto permitiu-lhes descobrir galáxias com massas mais baixas do que as observadas anteriormente com o Hubble, a uma distância correspondente a quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos. Neste ponto do tempo cósmico, a falta de evidências para populações estelares exóticas e a identificação de muitas galáxias de baixa massa suporta a sugestão de que estas galáxias são os candidatos mais prováveis à reionização do Universo. Este período de reionização no início do Universo é quando o meio intergaláctico neutro foi ionizado pelas primeiras estrelas e galáxias.

“Estes resultados têm profundas consequências astrofísicas, pois mostram que as galáxias devem ter-se formado muito antes do que pensávamos,” disse Bhatawdekar. “Isto também apoia fortemente a ideia de que galáxias de baixa massa/ténues no início do Universo são responsáveis pela ionização.”

Estes resultados, baseados num artigo científico anterior de 2019 e noutro artigo que será publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, também sugerem que a formação mais precoce de estrelas e galáxias ocorreu muito antes do que pode ser investigado com o Telescópio Espacial Hubble. Isto deixa uma área empolgante de investigação adicional para o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA – para estudar as primeiras galáxias do Universo.

Astronomia On-line
5 de Junho de 2020

 

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Hubble descobre que “distância” das estrelas mais brilhantes é crucial para preservar discos primordiais

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem mostra a brilhante peça central da homenagem ao 25.º aniversário do Hubble. Westerlund 2 é um enxame gigante com cerca de 3000 estrelas, localizado a 20.000 anos-luz de distância na direcção da constelação da Quilha (ou Carina).
A câmara infravermelha do Hubble atravessa o véu empoeirado que envolve o berçário estelar, dando aos astrónomos uma visão clara da densa concentração de estrelas no enxame central.
Crédito: NASA, ESA, Equipa do Arquivo Hubble (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI) e Equipa Científica de Westerlund 2

O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA foi usado para realizar um estudo de três anos do denso, massivo e jovem enxame estelar Westerlund 2. A investigação descobriu que o material que envolve as estrelas perto do centro do enxame está misteriosamente desprovido de nuvens densas e grandes de poeira que seria de esperar formassem planetas em alguns milhões de anos. A sua ausência é causada pelas estrelas mais massivas e brilhantes do aglomerado, que corroem e dispersam os discos de gás e poeira das estrelas vizinhas. É a primeira vez que os astrónomos analisam um exame de estrelas extremamente denso para estudar quais os ambientes favoráveis à formação planetária.

Este estudo, entre 2016 e 2019, procurou investigar as propriedades de estrelas durante as suas fases evolutivas iniciais e rastrear a evolução dos seus ambientes circum-estelares. Estes estudos haviam sido anteriormente confinados às regiões de formação estelar mais próximas e de baixa densidade. Os astrónomos usaram agora o Telescópio Espacial Hubble para estender esta pesquisa, pela primeira vez, ao centro de um dos poucos enxames estelares e jovens na Via Láctea, Westerlund 2.

Os astrónomos descobriram que os planetas têm dificuldade em se formar nesta região central do enxame. As observações também revelam que as estrelas na periferia do enxame possuem imensas nuvens de poeira formadoras de planetas incorporadas nos seus discos. Para explicar porque algumas estrelas em Westerlund 2 têm dificuldade em formar planetas, enquanto outras não, os investigadores sugerem que isso se deve principalmente à localização. As estrelas mais massivas e brilhantes do enxame reúnem-se no núcleo. Westerlund 2 contém pelo menos 37 estrelas extremamente massivas, algumas com até 100 massas solares. A sua radiação ultravioleta intensa e ventos estelares semelhantes a furacões agem como “maçaricos” e desgastam os discos em torno das estrelas vizinhas, dispersando as gigantescas nuvens de poeira.

“Basicamente, se tivermos estrelas monstruosas, a sua energia altera as propriedades dos discos,” explicou a investigadora principal Elena Sabbi, do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, EUA. “Podemos ainda ter um disco, mas as estrelas mudam a composição da poeira nos discos, de modo que é mais difícil criar estruturas estáveis que eventualmente levem aos planetas. Pensamos que a poeira ou evapora em 1 milhão de anos, ou muda de composição e tamanho de forma tão dramática que os planetas não têm os blocos de construção para se formarem.”

Westerlund 2 é um laboratório único para estudar processos evolutivos estelares, porque está relativamente próximo, é bastante jovem e contém uma população estelar rica. O enxame reside num berçário estelar chamado Gum 29, localizado a aproximadamente 14.000 anos-luz de distância na direcção da constelação Carina (ou Quilha). O berçário estelar é difícil de observar porque está cercado por poeira, mas o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble pode espiar através do véu empoeirado no infravermelho, dando aos astrónomos uma visão clara do enxame. A visão nítida do enxame foi usada para resolver e estudar a densa concentração de estrelas no enxame central.

“Com uma idade inferior a dois milhões de anos, Westerlund 2 abriga algumas das estrelas mais massivas e quentes da Via Láctea,” disse o membro da equipa Danny Lennon do Instituto de Astrofísica das Canárias e da Universidade de La Laguna. “O ambiente deste enxame é, portanto, constantemente bombardeado por fortes ventos estelares e radiação ultravioleta destas gigantes que têm massas até 100 vezes a do Sol.”

Sabbi e a sua equipa descobriram que das quase 5000 estrelas em Westerlund 2 que têm massas entre 0,1 e 5 vezes a massa do Sol, 1500 delas mostram flutuações dramáticas de luminosidade, o que é comumente aceite como devido à presença de grandes estruturas empoeiradas e planetesimais. O material em órbita bloquearia temporariamente parte da luz estelar, provocando flutuações no brilho. No entanto, o Hubble detectou a assinatura de partículas de poeira apenas em torno de estrelas fora da região central. Não detectaram estas quedas de brilho em estrelas que residem dentro de 4 anos-luz do centro.

“Nós pensamos que são planetesimais ou estruturas em formação,” explicou Sabbi. “Estas podem ser as sementes que eventualmente estabelecem planetas em sistemas mais evoluídos. Estes são os sistemas que não vemos perto de estrelas muito massivas. Só os vemos em sistemas fora do centro.”

Graças ao Hubble, os astrónomos podem agora ver como as estrelas acretam em ambientes parecidos aos do Universo primitivo, onde os enxames eram dominados por estrelas monstruosas. Até agora, o ambiente estelar próximo e mais bem conhecido, que contém estrelas massivas, é a região de formação estelar na Nebulosa de Orionte. No entanto, Westerlund 2 é um alvo mais rico devido à sua maior população estelar.

“Westerlund 2 fornece-nos estatísticas muito melhores sobre como a massa afecta a evolução das estrelas, quão rapidamente evoluem e vemos a evolução dos discos estelares e a importância do feedback estelar na modificação das propriedades destes sistemas,” disse Sabbi. “Podemos usar todas estas informações para informar modelos de formação planetária e de evolução estelar.”

Este enxame será um alvo excelente para observações de acompanhamento com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, um observatório infravermelho. O Hubble ajudou os astrónomos a identificar as estrelas que possuem possíveis estruturas planetárias. Com o Telescópio Webb, os cientistas serão capazes de estudar quais os discos em torno de estrelas que não estão a acretar material e quais os discos que ainda têm material que pode dar azo a planetas. O Webb também vai estudar a química dos discos em diferentes fases evolutivas e observar como mudam, para ajudar os astrónomos a determinar qual o papel do ambiente na sua evolução.

“Uma conclusão importante deste trabalho é que a poderosa radiação ultravioleta de estrelas massivas altera os discos em torno das estrelas vizinhas,” disse Lennon. “Se isto for confirmado com medições do Telescópio Espacial James Webb, este resultado também poderá explicar porque é que os sistemas planetários são raros em enxames globulares massivos e antigos.”

Astronomia On-line
2 de Junho de 2020

 

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3770: Solar Orbiter atravessa as caudas do cometa ATLAS

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Imagem do Cometa C/2019 Y4 (ATLAS), obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA no dia 23 de Abril de 2020. O Hubble conseguiu resolver aproximadamente 25 fragmentos do cometa nesta imagem.
Crédito: NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA), Q. Ye (Universidade de Maryland)

A Solar Orbiter da ESA irá atravessar as caudas do Cometa ATLAS durante os próximos dias. Embora a recém-lançada aeronave não estivesse, neste momento, programada para receber dados científicos, especialistas da missão trabalharam para garantir que os quatro instrumentos mais relevantes fossem ligados durante o singular encontro.

A Solar Orbiter foi lançada no dia 10 de Fevereiro de 2020. Desde então, e com excepção de uma breve desactivação devida à pandemia de coronavírus, cientistas e engenheiros têm vindo a realizar uma série de testes e rotinas de configuração conhecidas como comissionamento.

A data de conclusão desta fase foi fixada a 15 de Junho, para que a sonda pudesse estar totalmente funcional para a sua primeira passagem próxima ao Sol, ou periélio, em meados de Junho. No entanto, a descoberta do encontro casual com o cometa tornou as coisas mais urgentes.

O voo fortuito pela cauda de um cometa é um evento raro para uma missão espacial, algo que os cientistas sabem que aconteceu anteriormente apenas seis vezes em missões que não estavam especificamente em perseguição a cometas. Todos esses encontros foram descobertos nos dados da aeronave após o evento. A próxima travessia da Solar Orbiter é a primeira prevista com antecedência.

Foi observado por Geraint Jones, do UCL Mullard Space Science Laboratory, Reino Unido, que tem 20 anos de história a investigar estes encontros. Descobriu a primeira travessia acidental da cauda em 2000, enquanto investigava uma estranha perturbação nos dados registados pela sonda solar Ulysses da ESA/NASA, em 1996. Este estudo revelou que a sonda havia passado pela cauda do Cometa Hyakutake, também conhecido como “O Grande Cometa de 1996”. Logo após o anúncio, Ulysses cruzou a cauda de outro cometa e depois um terceiro em 2007.

No início deste mês, ao perceber que a Solar Orbiter estaria a 44 milhões de quilómetros a jusante do cometa C/2019 Y4 (ATLAS) dentro de algumas semanas, Geraint alertou imediatamente a equipa da ESA.

Ciência extra

A Solar Orbiter está equipada com um conjunto de 10 instrumentos de sensoriamento remoto e in situ para investigar o Sol e o fluxo de partículas carregadas que este liberta para o espaço – o vento solar. Felizmente, os quatro instrumentos in situ também são perfeitos para detectar as caudas do cometa, porque medem as condições ao redor da aeronave e, assim, podem enviar dados sobre os grãos de poeira e as partículas electricamente emitidas pelo cometa. Estas emissões criam as duas caudas do cometa: a cauda de poeira, que é deixada para trás na órbita do cometa, e a cauda de iões que aponta directamente para o Sol.

A Solar Orbiter cruzou a cauda de iões do cometa ATLAS entre 31 de maio e 1 de Junho e vai cruzar a cauda de poeira a 6 de Junho. Se a cauda de iões for densa o suficiente, o magnetómetro da Solar Orbiter (MAG) poderá detectar a variação do campo magnético interplanetário devido à sua interacção com iões na cauda do cometa, enquanto o instrumento SWA (Solar Wind Analyser) poderá capturar directamente algumas partículas da cauda.

Quando a Solar Orbiter cruzar a cauda de poeira, dependendo da sua densidade – o que é extremamente difícil de prever – é possível que um ou mais grãos minúsculos de poeira atinjam a aeronave a velocidades de dezenas de quilómetros por segundo. Embora não haja risco significativo para a aeronave, os grãos de poeira serão vaporizados no impacto, formando pequenas nuvens de gás ou plasma electricamente carregado, os quais podem ser detectados pelo instrumento RPW (Radio and Plasma Waves).

“Um encontro inesperado como este oferece uma missão com oportunidades e desafios únicos, mas isso é bom! Oportunidades como esta fazem parte da aventura da ciência,” diz Günther Hasinger, Director de Ciências da ESA.

Um desses desafios era que parecia improvável que todos os instrumentos estivessem prontos a tempo devido ao comissionamento. Agora, graças a um esforço especial das equipas de instrumentos e da equipa de operações de missão da ESA, todos os quatro instrumentos no local estarão ligados e a recolher dados, mesmo que em determinados momentos os instrumentos precisem voltar ao modo de comissionamento, de modo a garantir que o prazo de 15 de Junho é cumprido.

“Com estas advertências, estamos prontos para o que o Cometa ATLAS tem para nos dizer,” diz Daniel Müller, Cientista do Projecto Solar Orbiter da ESA.

Esperar o inesperado

Outro desafio envolve o comportamento do cometa. O Cometa ATLAS foi descoberto no dia 28 de Dezembro de 2019. Durante os meses seguintes, ficou tão brilhante que os astrónomos se questionaram se seria visível a olho nu em maio.

Infelizmente, no início de Abril o cometa fragmentou-se. Como resultado, o seu brilho também caiu significativamente, roubando as vistas aos observadores do céu. Uma fragmentação adicional, em meados de maio, diminuiu ainda mais o cometa, tornando-o menos provável de ser detectado pela Solar Orbiter.

Embora as probabilidades de detecção tenham diminuído, ainda vale a pena fazer o esforço, de acordo com Geraint.

“A cada encontro com um cometa, aprendemos mais sobre estes intrigantes objectos. Se a Solar Orbiter detectar a presença do Cometa ATLAS, aprenderemos mais sobre como os cometas interagem com o vento solar e podemos verificar, por exemplo, se as nossas expectativas em relação ao comportamento da cauda de poeira estão de acordo com os nossos modelos,” explica. “Todas as missões que encontram cometas fornecem peças do quebra-cabeças.”

Geraint é o principal investigador da futura missão Comet Interceptor da ESA, que consiste em três naves espaciais e está programada para ser lançada em 2028. A missão fará um sobrevoo muito mais próximo de um cometa ainda desconhecido que será seleccionado entre os cometas recém-descobertos mais perto do tempo do lançamento (ou mesmo depois disso).

Tocar ao de leve o Sol

Actualmente, a Solar Orbiter está a circular a nossa estrela-mãe entre as órbitas de Vénus e Mercúrio, com o seu primeiro periélio a ocorrer a 15 de Junho, a cerca de 77 milhões de quilómetros do Sol. Nos próximos anos, ficará muito mais próximo, dentro da órbita de Mercúrio, a cerca de 42 milhões de quilómetros da superfície solar. Enquanto isso, o Cometa ATLAS já está lá, aproximando-se do seu próprio periélio a 31 de maio, a cerca de 37 milhões de quilómetros do Sol.

“Este cruzamento da cauda também é emocionante porque ocorrerá, pela primeira vez, a distâncias tão próximas do Sol, com o núcleo do cometa dentro da órbita de Mercúrio,” diz Yannis Zouganelis, Cientista Adjunto do Projecto Solar Orbiter da ESA.

Compreender o ambiente de poeira na região mais interna do Sistema Solar é um dos objectivos científicos da Solar Orbiter.

“Os cometas próximos do Sol, como o Cometa ATLAS, são fontes de poeira na heliosfera interna e, portanto, este estudo não apenas nos ajudará a entender o cometa, mas também o ambiente de poeira da nossa estrela,” acrescenta Yannis.

Olhar para um objecto gelado em vez do Sol escaldante é certamente uma maneira emocionante – e inesperada – para a Solar Orbiter iniciar a sua missão científica, mas essa é a natureza da ciência.

“A descoberta científica baseia-se num bom planeamento e acaso. Nos três meses desde o lançamento, a equipa da Solar Orbiter já provou que está pronta para os dois,” diz Daniel.

Astronomia On-line
2 de Junho de 2020

 

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3757: 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…

ZAP //

Por ZAP
30 Maio, 2020

 

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3756: O Sol pode ser fruto de um acidente galáctico entre a Via Láctea e uma galáxia anã

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

D. Minniti / VVV Survey / ESO

Uma pequena galáxia, chamada Sagitário, moldou a Via Láctea há milhares de milhões de anos: cada vez que passou perto da nossa galáxia, causou fortes explosões de formação estelar que podem até ter originado o nascimento do Sol.

A formação do Sol e do Sistema Solar ainda gera muitas dúvidas na comunidade científica, mas um novo estudo, que tem por base dados recolhidos pela central de mapas de galáxias da Agência Espacial Europeia (ESA), sugere que a nossa estrela nasceu depois de uma colisão entre a Via Láctea e a Sagitário, uma galáxia anã, há 4,7 mil milhões de anos.

As duas galáxias colidiram três vezes: a primeira há cerca de cinco ou seis mil milhões de anos; a segunda há dois mil milhões de anos; e a última há cerca de mil milhões de anos. Depois de analisarem distâncias, luminosidade e cores de estrelas, numa região de 6.500 anos-luz ao redor do Sol, os cientistas compararam com modelos de evolução estelar já existentes.

O astrónomo Tomás Ruiz-Lara, principal autor do estudo, defende a ideia de que este “acidente galáctico” deu origem ao nascimento do nosso Sol.

“No início, estamos perante uma galáxia, a Via Láctea, relativamente silenciosa. Após um período inicial de violenta formação de estrelas, parcialmente desencadeada por uma fusão anterior, a Via Láctea alcançou um estado equilibrado no qual as estrelas se formavam de maneira constante. De repente, Sagitário atrapalha o equilíbrio e faz com que todo gás e poeira anteriormente parados dentro da galáxia maior se espalhem como ondas na água”, explicou o investigador.

Em algumas áreas da Via Láctea, estas ondulações terão provocado uma maior concentração de gás e poeira. Segundo explica o New Scientist, esta densidade de material terá desencadeado a formação de novas estrelas. Aliás, segundo a equipa, a idade do Sol é consistente com uma estrela formada aquando da primeira passagem de Sagitário.

Os dados sugerem que a galáxia anã pode ter passado pelo disco da Via Láctea nos últimos 100 milhões de anos: o novo estudo constatou uma recente explosão de formação estelar, que sugere uma possível nova onda de nascimento de estrelas.

As descobertas dos astrónomos, descritas num artigo científico recentemente publicado na Nature Astronomy, foram possíveis graças ao telescópio Gaia, lançado em 2013.

ZAP //

Por ZAP
30 Maio, 2020

 

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3751: Colisão galáctica pode ter desencadeado a formação do Sistema Solar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A galáxia anã de Sagitário orbita a Via Láctea há milhares de milhões de anos. À medida que o seu percurso em torno da 10.000 vezes mais massiva Via Láctea gradualmente ficava mais pequeno, começou a colidir com o disco da nossa Galáxia. As três colisões conhecidas entre Sagitário e a Via Láctea podem, segundo um novo estudo, ter desencadeado episódios de intensa formação estelar, um dos quais pode ter dado origem ao Sistema Solar.
Crédito: ESA

A formação do Sol, o Sistema Solar e o subsequente surgimento de vida na Terra podem ser uma consequência de uma colisão entre a nossa Galáxia, a Via Láctea, e uma galáxia menor chamada Sagitário, descoberta na década de 1990, que orbita o nosso lar galáctico.

Os astrónomos sabem que Sagitário colide, repetidamente, com o disco da Via Láctea, enquanto a sua órbita ao redor do núcleo da galáxia se aperta como resultado de forças gravitacionais. Estudos anteriores sugeriram que Sagitário, a chamada galáxia anã, teve um efeito profundo sobre como as estrelas se movem na Via Láctea. Alguns até afirmam que a estrutura espiral da marca registada da Via Láctea, que é 10.000 vezes mais massiva, pode ser o resultado de pelo menos três acidentes conhecidos com Sagitário nos últimos seis mil milhões de anos.

Um novo estudo, baseado em dados recolhidos pelo telescópio de mapeamento Galáctico da ESA, Gaia, revelou, pela primeira vez, que a influência de Sagitário na Via Láctea pode ser ainda mais substancial. As ondulações causadas pelas colisões parecem ter desencadeado grandes episódios de formação estelar, um dos quais coincidiu, aproximadamente, com o tempo da formação do Sol, há 4,7 mil milhões de anos atrás.

“Sabe-se, a partir de modelos existentes, que Sagitário caiu na Via Láctea três vezes – primeiro há cerca de cinco ou seis mil milhões de anos atrás, depois há cerca de dois mil milhões de anos atrás e, finalmente, há mil milhões de anos atrás,” diz Tomás Ruiz-Lara, investigador em Astrofísica no Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) em Tenerife, Espanha, e autor principal do novo estudo publicado na revista Nature Astronomy.

“Quando analisámos os dados do Gaia sobre a Via Láctea, encontrámos três períodos de maior formação estelar que atingiram o pico há 5,7 mil milhões de anos atrás, 1,9 mil milhões de anos atrás e mil milhões de anos atrás, correspondendo ao período em que se pensa que Sagitário tenha atravessado o disco da Via Láctea.”

Os investigadores analisaram as luminosidades, distâncias e cores das estrelas numa esfera de cerca de 6500 anos-luz ao redor do Sol e compararam os dados com os modelos de evolução estelar existentes. Segundo Tomás, a noção de que a galáxia anã pode ter tido esse efeito faz muito sentido.

“No começo temos uma galáxia, a Via Láctea, que é relativamente silenciosa,” diz Tomás. “Após uma época violenta inicial de formação de estrelas, parcialmente desencadeada por uma fusão anterior, como descrito num estudo anterior, a Via Láctea alcançou um estado equilibrado em que as estrelas se formavam constantemente. De repente, temos Sagitário a cair e a atrapalhar o equilíbrio, fazendo com que todo o gás e poeira, anteriormente calmos dentro da galáxia maior, se espalhem como ondas na água.”

Nalgumas áreas da Via Láctea, essas ondulações levariam a maiores concentrações de poeira e gás, enquanto esvaziavam outras. A alta densidade de material nessas áreas desencadearia a formação de novas estrelas.

“Parece que Sagitário não só moldou a estrutura e influenciou a dinâmica de como as estrelas se estão a mover na Via Láctea, mas também levou à construção da Via Láctea,” diz Carme Gallart, co-autora do papel, também do IAC. “Parece que uma parte importante da massa estelar da Via Láctea foi formada devido às interacções com Sagitário e não existiria de outra forma.”

De facto, parece possível que nem mesmo o Sol e os seus planetas existissem se a anã Sagitário não tivesse sido presa pela força gravitacional da Via Láctea e, eventualmente, colidido com o seu disco.

“O Sol formou-se no momento em que as estrelas estavam a formar-se na Via Láctea por causa da primeira passagem de Sagitário,” diz Carme. “Não sabemos se a nuvem específica de gás e poeira que se transformou no Sol entrou em colapso por causa dos efeitos de Sagitário ou não. Mas é um cenário possível porque a idade do Sol é consistente com uma estrela formada como resultado do efeito Sagitário.”

Cada colisão com Sagitário removeu parte do seu gás e poeira, deixando a galáxia menor após cada passagem. Os dados existentes sugerem que Sagitário pode ter passado pelo disco da Via Láctea novamente há relativamente pouco tempo, nos últimos cem milhões de anos, e, actualmente, encontra-se muito próxima. De fato, o novo estudo constatou uma recente explosão de formação estelar, sugerindo uma possível nova e contínua onda de nascimento estelar.

De acordo com o cientista do projecto Gaia da ESA, Timo Prusti, estas informações detalhadas sobre a história da formação estelar da Via Láctea não seriam possíveis antes do Gaia, o telescópio de mapeamento de estrelas lançado no final de 2013, cujos dois lançamentos de dados em 2016 e 2018 revolucionaram o estudo da Via Láctea.

“Algumas determinações da história da formação de estrelas na Via Láctea já existiam antes, com base em dados da missão Hipparcos da ESA, no início dos anos 90,” diz Timo. “Mas essas observações foram focadas na vizinhança imediata do Sol. Não era realmente representativo e, portanto, não foi possível descobrir essas explosões em formação de estrelas que vemos agora.

“Esta é realmente a primeira vez que vemos uma história detalhada da formação estelar da Via Láctea. É uma prova do poder científico de Gaia que temos visto se manifestar repetidamente em inúmeros estudos inovadores num período de apenas alguns anos.”

Astronomia On-line
29 de Maio de 2020

 

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Earth View 8K : Earth From Space Like You’ve Never Seen Before Stunning 8K Video

This stunning 8K video shares the view from the International Space Station as it passes over Earth. This unique travel video of Earth from space is in real time, covering some 5,700 km / 3,500 m, sees our journey start at the coast of Nigeria, then over Chad, Algeria and Egypt. From there we see Israel, Jordan, Syria then onto Turkey, Georgia, Armenia before ending up at Russia and the Caspian Sea. The video was created using thousands of photos taken by NASA and ESA astronauts aboard the ISS. This unique astrophotography is combined with software to interpolate the missing frames so it can be played in real-time – the same time as it took the Space Station to travel.

Space Videos

 

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3693: Astrónomo amador usa dados da NASA e ESA para descobrir novo cometa

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

No início da sua formação, a Terra não tinha condições compatíveis com a vida

Foi com base nos dados recolhidos pelo satélite SOHO que o astrónomo amador Michael Mattiazzo encontrou o cometa SWAN, que pode ser visível a olho nu a partir do hemisfério Sul

O satélite SOHO (de Solar and Heliospheric Observatory) é mantido em parceria pela Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço dos EUA (NASA) e pela Agência Espacial Europeia (ESA), com os dados observados a serem disponibilizados à comunidade científica. Foi com base nesse repositório, mais concretamente nos dados do instrumento SWAN, ou Solar Wind Anisotropies, que Michael Mattiazzo, um astrónomo amador, encontrou  um novo cometa que está a ser apelidado igualmente de cometa SWAN (C/2020 F8).

A agência espacial norte-americana reconhece a descoberta no seu site e explica que o cometa SWAN pode ser detectado a olho nu a partir do hemisfério sul, ainda que para já de forma ténue.

O SWAN vai passar a 53 mil milhões de milhas da Terra nesta quarta-feira, que marcará o ponto de maior aproximação da sua trajectória. Por outro lado, a passagem mais próxima do Sol deve acontecer a 27 de maio.

Os cientistas salientam que é muito difícil prever o comportamento dos cometas que fazem abordagens tão próximas do Sol. O cometa SWAN foi o 3932º a ser descoberto com dados da plataforma SOHO, informa ainda a NASA.

Exame Informática
15.05.2020 às 09h49

 

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3689: Uma ponte dobrada entre dois enxames de galáxias

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Composição de imagens do sistema Abell 2384, que compreende dois enxames de galáxias localizadas a 1,2 mil milhões de anos-luz da Terra.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/SAO/V.Parekh, et al. & ESA/XMM; rádio: NCRA/GMRT

Um novo estudo, baseado em dados dos observatórios de raios-X XMM-Newton da ESA e Chandra da NASA, lança uma nova luz sobre uma ponte de gás quente com três milhões de anos-luz que liga dois enxames de galáxias, cuja forma está a ser dobrada pela poderosa actividade de um buraco negro super-massivo próximo.

Os aglomerados de galáxias são os maiores objectos do Universo, mantidos juntos pela gravidade. Contêm centenas ou milhares de galáxias, grandes quantidades de gás de vários milhões de graus que brilham intensamente em raios-X e enormes reservatórios de matéria escura invisível.

O sistema retratado nestas imagens, denominado Abell 2384, está localizado a 1,2 mil milhões de anos-luz da Terra e compreende uma massa total de mais de 260 biliões de vezes a massa do Sol. Neste caso, os dois enxames galácticos colidiram e passaram um pelo outro, libertando uma inundação de gás quente de cada aglomerado que formava uma ponte incomum entre os dois objectos.

A visualização de raios-X do XMM-Newton e do Chandra é mostrada em azul, juntamente com observações em ondas de rádio realizadas com o GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) na Índia (mostradas a vermelho) e dados ópticos do DSS (Digitized Sky Survey; mostrada a amarelo). A nova visão de vários comprimentos de onda revela os efeitos de um jacto a disparar para longe de um buraco negro super-massivo no centro de uma galáxia num dos aglomerados.

O jacto é tão poderoso que está a dobrar a forma da ponte de gás, que tem uma massa equivalente a cerca de seis biliões de sóis. No local da colisão, onde o jacto está a empurrar o gás quente na ponte, os astrónomos encontraram evidências de uma frente de choque, semelhante a uma explosão sónica de uma aeronave supersónica, que pode manter o gás quente e impedir que arrefeça para formar novas estrelas.

Objectos como Abell 2384 são importantes para os astrónomos entenderem o crescimento de aglomerados de galáxias.

Simulações em computador indicam que, após tal colisão, os aglomerados de galáxias oscilam como um pêndulo e passam um pelo outro várias vezes antes de se fundirem para formar um aglomerado maior. Com base nestas simulações, os astrónomos pensam que os dois grupos neste sistema acabarão por se fundir.

O estudo que descreve este trabalho, liderado por Viral Parekh, do Observatório de Radioastronomia da África do Sul e Universidade de Rhodes, na África do Sul, foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em Janeiro.

Astronomia On-line
15 de Maio de 2020

 

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3685: A caminho de Mercúrio, uma sonda passou pela Terra e deixou um rasto de “música cósmica”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/MERCÚRIO

 

 


Mais um vídeo que teve de ser obtido via captura de écran dado que o ZAP não forneceu o endereço url do mesmo… Lamentável!

A Agência Espacial Europeia (ESA) divulgou “sonificações” da telemetria enviada pela sonda BepiColombo Mercury durante o sobrevoo da Terra a 20 de Abril. A missão está agora a caminho de Mercúrio, onde deverá chegar em 2025.

Soando como uma série de peças sinfónicas atonais, as cinco gravações de áudio foram capturadas por dois instrumentos instalados num dos dois orbitadores vinculados na missão espacial europeia e japonesa.

Durante o sobrevoo de Abril, alguns dos instrumentos do Mercury Magnetospheric Orbiter da JAXA estavam activos para aproveitar a oportunidade para calibrá-los antes de chegar a Mercúrio. Estes incluíam o Italian Spring Accelerometer (ISA), que mede as mudanças na velocidade da nave espacial em várias direcções, e o magnetómetro MPO, que mede os campos magnéticos pelos quais a sonda está a voar.

De acordo com o NewAtlas, cada uma das gravações de dados foi convertida em áudio e ajustada para se enquadrar na faixa da audição humana. Além disso, oito horas foram compactadas num minuto ou menos de áudio.

As sonificações incluem dados do acelerómetro quando a BepiColombo se aproximava da Terra a uma altitude de 256,39 a 129.488 quilómetros, outra enquanto a nave passava a uma altitude de 12.689 quilómetros e uma terceira quando passou pela sombra da Terra.

Enquanto isso, o magnetómetro MPO enviava dados quando a BepiColombo passava pela onda de choque da magnetosfera da Terra. A quinta gravação de áudio é baseada nas mesmas leituras do magnetómetro, mas com o som das rodas de reacção da sonda, que mantém a sonda orientada na direcção correta.

Agora, na primeira etapa de uma jornada de sete anos ao mais pequeno e mais profundo planeta do Sistema Solar, a missão conjunta ESA / JAXA BepiColombo a Mercúrio foi lançada em 20 de Outubro de 2018 e espera-se que chegue ao seu destino final em 2025.

Para conseguir isto usando um foguete de propulsão e propulsores de iões relativamente pequenos, a nave espacial não tripulada executará nove manobras planetárias de sobrevoo. A passagem pela Terra foi a primeira. A BepiColombo vai fazer ainda dois sobrevoos em Vénus e seis em Mercúrio antes de atingir a sua órbita final.

Sondas da missão a Mercúrio vão passar pela Terra (e vão ser visíveis a olho nu)

A missão conjunta europeia e japonesa BepiColombo está a caminho de Mercúrio. Porém, para chegar lá, terá de passar novamente…

A missão é composta por dois satélites que estudarão o campo magnético de Mercúrio, bem como a sua estrutura e superfície interior.

ZAP //

Por ZAP
13 Maio, 2020

 

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3669: Urina de astronautas pode ser útil na construção de uma base na Lua, sugere estudo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A urina dos astronautas poderá ser útil na construção de uma base na Lua, sugere um estudo, isto porque a ureia, composto orgânico da urina, torna o “betão lunar” mais maleável antes de robustecer.

A urina dos astronautas poderá ser útil na construção de uma base na Lua, sugere um estudo que revela que a ureia, composto orgânico da urina, torna o “betão lunar” mais maleável antes de robustecer na sua forma final.

O estudo, esta sexta-feira divulgado pela Agência Espacial Europeia (ESA), que o coordenou, concluiu que a adição de ureia a uma mistura de “geopolímero lunar” resultou melhor do que outros plastificantes comuns, como naftalina e policarboxilato, usados como aditivos para suavizar materiais e reduzir a necessidade de água.

Aplicado à engenharia civil, um geopolímero é um material inorgânico que pode ser usado como cimento.

No caso em estudo, o geopolímero incluiu um material que sintetiza as propriedades do rególito lunar (poeira e fragmentos de rocha).

Segundo a ESA, vários testes demonstraram que este tipo de betão, misturado com ureia, era capaz de suportar condições espaciais severas, como vácuo e temperaturas extremas, que “têm o efeito maior sobre as propriedades físicas e mecânicas de um material de construção na superfície lunar”.

Uma amostra do “betão lunar” produzido pôde “ser facilmente moldada” e “manter a sua forma com um peso em cima até 10 vezes superior”.

Na Lua, o principal ingrediente a ser usado na construção de abrigos será o rególito. De acordo com o estudo, a ureia, por causa das suas propriedades super-plastificantes, irá limitar a quantidade de água exigida.

“A ureia é barata e está facilmente à disposição, mas também ajuda a produzir um material de construção forte para uma base lunar“, afirmou, citada em comunicado da ESA, uma das coautoras do estudo, a investigadora Marlies Arnhof, que se tem debruçado sobre arquitectura e tecnologia em ambientes extremos.

Na Terra, a ureia é produzida à escala industrial para ser utilizada, por exemplo, no fabrico de fertilizantes, medicamentos ou cosméticos.

A esperança é que a urina dos astronautas possa ser essencialmente usada em estado puro numa futura base lunar, com pequenos ajustes no teor de água. Isto é muito prático e evita a necessidade de complicar ainda mais os sofisticados sistemas de reciclagem de água no espaço”, defendeu Marlies Arnhof.

Os investigadores vão prosseguir os estudos, esperando que esta nova argamassa com ureia ajude a proteger os astronautas dos “níveis nocivos de radiação ionizante”.

A equipa quer perceber se o basalto que existe também na superfície da Lua pode, efectivamente, reforçar o cimento e se o material de construção pode ser melhorado para proteger uma base lunar.

A especialista em engenharia de materiais Shima Pilehvar, co-autora do estudo e professora na Universidade de Ostfold, na Noruega, salientou que não só a exploração espacial, mas também a indústria “poderia beneficiar de receitas refinadas para polímeros inorgânicos resistentes ao fogo e ao calor”.

A ESA é parceira da congénere norte-americana NASA na missão Ártemis, com que os Estados Unidos ambicionam regressar à Lua em 2024, ao ter colaborado na construção da nave Orion, que levará os astronautas até à órbita lunar.

Sem se referir explicitamente a uma base lunar, a NASA espera “estabelecer missões sustentáveis” na Lua em 2028 para enviar posteriormente astronautas para Marte.

A China já manifestou a intenção de construir uma base na Lua, um conceito apoiado pela ESA, que tem apresentado o projecto “Moon Village” (aldeia lunar) como trampolim para Marte.

Em novembro, a ESA anunciou, sem estimar datas e sem concretizar os termos, que “os astronautas europeus voarão para a Lua pela primeira vez” e que iria iniciar o processo de recrutamento com esse objectivo.

Apenas astronautas norte-americanos estiveram na Lua, entre 1969 e 1972.

Texto

 

 

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3622: Hubble captura fragmentação do Cometa ATLAS

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Imagens do Cometa ATLAS, pelo Hubble, obtidas nos dias 20 e 23 de abril.
Crédito: NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA), Q. Ye (Universidade de Maryland)

O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA forneceu aos astrónomos a visão mais nítida até ao momento do colapso do Cometa C/2019 Y4 (ATLAS). O telescópio resolveu aproximadamente 30 fragmentos do frágil cometa no dia 20 de Abril e 25 pedaços no dia 23 de Abril.

O cometa foi descoberto pela primeira vez em Dezembro de 2019 pelo sistema robótico de levantamento ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) no Hawaii, EUA. Aumentou rapidamente de brilho até meados de Março, e alguns astrónomos previram inicialmente que talvez ficasse visível a olho nu em maio para se tornar um dos cometas mais espectaculares vistos nas últimas duas décadas. No entanto, o cometa começou abruptamente a ficar mais fraco, levando os astrónomos a especular que o núcleo de gelo podia estar a fragmentar-se, ou até a desintegrar-se. A fragmentação do ATLAS foi confirmada pelo astrónomo amador José de Queiroz, que fotografou cerca de três fragmentos do cometa no dia 11 de Abril.

As novas observações da fragmentação do cometa, pelo Telescópio Espacial Hubble, obtidas nos dias 20 e 23 de Abril, revelam que os pedaços estão todos envoltos numa cada de poeira cometária, varrida pela luz do Sol. Estas imagens fornecem mais evidências de que a fragmentação dos cometas é provavelmente comum e pode até ser o mecanismo dominante pelo qual os núcleos sólidos e gelados dos cometas morrem.

“A sua aparência muda substancialmente entre os dois dias, tanto que é bastante difícil ligar os pontos,” disse David Jewitt da UCLA (Universidade da Califórnia em Los Angeles), líder de uma das equipas que fotografou o cometa condenado com o Hubble. “Não sei se isto é porque as peças individuais piscam quando refletem a luz do Sol, agindo como luzes cintilantes numa árvore de Natal, ou porque fragmentos diferentes aparecem em dias diferentes.”

“Isto é realmente emocionante – tanto porque estes eventos são incríveis de observar e porque não acontecem com muita frequência. A maioria dos cometas que se fragmentam são demasiado fracos para ver. Eventos a esta escala só acontecem duas vezes por década,” disse o líder da segunda equipa de observação do Hubble, Quanzhi Ye, da Universidade de Maryland.

Tendo em conta que a fragmentação cometária ocorre de forma rápida e imprevisível, as observações fiáveis são raras. Portanto, os astrónomos permanecem bastante incertos sobre a causa da fragmentação. Uma sugestão é que o núcleo original se quebre em pedaços por causa da acção dos jactos que expelem gelos via sublimação. Dado que este fluxo provavelmente não está disperso uniformemente pelo cometa, agudiza a fragmentação. “Uma análise mais aprofundada dos dados do Hubble pode mostrar se este mecanismo é ou não responsável,” disse Jewitt. “Independentemente disso, é maravilhoso o Hubble observar este cometa moribundo.”

As imagens nítidas do Hubble podem fornecer novas pistas sobre a separação. O telescópio distinguiu peças distintas tão pequenas quanto uma casa. Antes da fragmentação, todo o núcleo não podia ter mais do que o comprimento de dois campos de futebol.

O cometa ATLAS, em desintegração, está actualmente localizado dentro da órbita de Marte, a uma distância de mais ou menos 145 milhões de quilómetros da Terra quando as últimas observações do Hubble foram feitas. O cometa fará a sua maior aproximação à Terra no dia 23 de maio a uma distância de aproximadamente 115 milhões de quilómetros e, oito dias depois, passará pelo Sol a 37 milhões de quilómetros de distância.

Astronomia On-line
1 de Maio de 2020

 

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3607: Estrela sobrevive quase-encontro com buraco negro gigante

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ilustração do buraco negro e da anã branca.
Crédito: raios-X – NASA/CXO/CSIC-INTA/G.Miniutti et al.; Ilustração – NASA/CXC/M. Weiss

Os astrónomos podem ter descoberto um novo tipo de história de sobrevivência: uma estrela que teve um encontro próximo com um buraco negro gigante e sobreviveu para contar a narrativa através de emissões de raios-X.

Dados do Observatório de raios-X da NASA e do XMM-Newton da ESA descobriram a história que começou com uma gigante vermelha que passou demasiado perto de um buraco negro super-massivo numa galáxia a cerca de 250 milhões de anos-luz da Terra. O buraco negro, localizado numa galáxia chamada GSN 069, tem uma massa de cerca de 400.000 vezes a do Sol, colocando-o na extremidade inferior da gama dos buracos negros super-massivos.

Assim que a gigante vermelha foi capturada pela gravidade do buraco negro, as camadas externas da estrela contendo hidrogénio foram arrancadas e levadas para o buraco negro, deixando o núcleo da estrela – conhecido como anã branca – para trás.

“Na minha interpretação dos dados de raios-X, a anã branca sobreviveu, mas não escapou,” disse Andrew King, da Universidade de Leicester, Reino Unido, que realizou este estudo. “Agora está presa numa órbita elíptica em torno do buraco negro, completando uma viagem aproximadamente a cada nove horas.”

À medida que a anã branca faz quase três órbitas por cada dia terrestre, o buraco negro retira material na sua maior aproximação (a não mais do que 15 vezes o raio do horizonte de eventos – o ponto de não retorno – do buraco negro). O detrito estelar entra num disco em redor do buraco negro e liberta um surto de raios-X que o Chandra e o XMM-Newton podem detectar. Além disso, King prevê que ondas gravitacionais serão emitidas pelo par constituído pelo buraco negro e pela anã branca, especialmente no seu ponto mais próximo.

Qual será o futuro da estrela e da sua órbita? O efeito combinado das ondas gravitacionais e uma mudança no tamanho da estrela à medida que perde massa deverá fazer com que a órbita se torne mais circular e cresça em tamanho. O ritmo de perda de massa diminui constantemente, assim como a distância da anã branca ao buraco negro aumenta.

“Vai esforçar-se para fugir, mas não há escapatória. O buraco negro vai devorar a anã branca cada vez mais lentamente, mas nunca parará,” disse King. “Em princípio, esta perda de massa vai continuar até e mesmo depois da anã branca desvanecer até à massa de Júpiter, daqui a um bilião de anos. Esta seria uma maneira notavelmente lenta e complicada do Universo formar um planeta!”

Os astrónomos encontraram muitas estrelas que foram completamente destruídas por encontros com buracos negros (os chamados eventos de perturbação de maré), mas há muito poucos casos relatados de “quase-encontros”, onde a estrela provavelmente sobreviveu.

Encontros próximos como este devem ser mais comuns do que colisões directas, dadas as estatísticas dos padrões de tráfego cósmico, mas podem ser facilmente não observados por várias razões. Primeiro, uma estrela sobrevivente mais massiva pode demorar demasiado tempo a concluir uma órbita em torno do buraco negro para os astrónomos observem surtos repetidos. Outra questão é que os buracos negros super-massivos que são muito mais massivos do que o situado na galáxia GSN 069 podem engolir directamente uma estrela, em vez desta cair para órbitas onde perde massa periodicamente. Nestes casos, os astrónomos nada observariam.

“Em termos astronómicos, este evento só é visível através dos nossos telescópios actuais por um curto período de tempo – cerca de 2000 anos,” disse King. “De modo que a menos que tenhamos uma sorte extraordinária de ter capturado este evento, podem haver muito mais que estejamos a perder. Tais encontros podem ser uma das principais maneiras dos buracos negros do tamanho do buraco negro de GSN 069 crescerem.”

King prevê que a anã branca tem uma massa de apenas dois-décimos da massa do Sol. Se a anã branca era o núcleo da gigante vermelha que foi completamente despojada do seu hidrogénio, deverá ser rica em hélio. O hélio teria sido criado pela fusão de átomos de hidrogénio durante a evolução da gigante vermelha.

“É incrível pensar que a órbita, a massa e a composição de uma pequena estrela a 250 milhões de anos-luz de distância podem ser inferidas,” disse King.

King fez uma previsão com base no seu cenário. Dado que a anã branca está tão perto do buraco negro, os efeitos da Teoria da Relatividade Geral significam que a direcção do eixo da órbita deve oscilar, ou “precessar”. Esta oscilação deve repetir-se a cada dois dias e pode ser detectável com observações suficientemente longas.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na edição de Março de 2020 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível online.

Astronomia On-line
28 de Abril de 2020

 

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3600: ESA lança concurso de ideias para combater a Covid-19 a partir do Espaço

CIÊNCIA/SAÚDE

“O objectivo é dar resposta a importantes desafios actuais de áreas tão diversas como a saúde, energias renováveis, protecção ambiental, agricultura inteligente, gestão de catástrofes, cidades inteligentes”, refere o IPN em comunicado

Pode não parecer, mas o Copernicus Masters é um concurso. E pode não parecer, mas este ano este concurso pode ter uma palavra a dizer no combate à pandemia Covid-19. Em comunicado, o Instituto Pedro Nunes (IPN), que gere uma das incubadoras da Agência Espacial Europeia ESA) vem anunciar o lançamento do período de candidatura de ideias e projectos ao Copernicus Master, com vista ao desenvolvimento de ferramentas que usam dados recolhidos de observação da Terra para o combate e prevenção da pandemia Covid-19.

Os interessados poderão apresentar candidatura até 30 de Junho. A iniciativa, que pretende fomentar o uso de dados recolhidos pelo satélite Copernicus, tem este ano por temática o combate à pandemia da Covid-19.

“O Copernicus Masters é uma iniciativa organizada pela AZO – Space of Innovation e pela Agência Espacial Europeia. O objectivo é dar resposta a importantes desafios actuais de áreas tão diversas como a saúde, energias renováveis, protecção ambiental, agricultura inteligente, gestão de catástrofes, cidades inteligentes, de entre outras. Em tempo de pandemia, a competição encoraja especialmente as empresas a participarem com projectos que possam apoiar a luta contra a COVID-19”, refere o IPN em comunicado.

Há três empresas portuguesas que já foram distinguidas em edições anteriores do concurso Copernicus Masters: Space Layer Technologies, Cybele, e Theia são as três start-ups nacionais que ganharam prémios nas edições de 2017, 2018, e 2019, respectivamente.

Exame Informática
27.04.2020 às 16h29

 

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3574: Cheops observa os seus primeiros exoplanetas e está pronto para a ciência

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista da estrela HD 93396 e do seu Júpiter quente, KELT-11b.
HD 93396 é uma estrela amarela sub-gigante localizada a 320 anos-luz de distância, um pouco mais fria e três vezes maior do que o nosso Sol. Hospeda um planeta gasoso inchado, KELT-11b, cerca de 30% maior que Júpiter, numa órbita muito mais próxima da estrela do que Mercúrio se encontra do Sol.
Durante o seu comissionamento em órbita, a missão Cheops da ESA observou um trânsito de KELT-11b em frente da sua estrela-mãe. A curva de luz desta estrela mostra um declive claro causado pelo trânsito de oito horas de KELT-11b, que permitiu com que os cientistas determinassem com precisão o diâmetro do planeta: 181.600 km – com uma incerteza pouco abaixo de 4300 km.
Crédito: ESA

Cheops, a nova missão de exoplanetas da ESA, completou com sucesso os seus quase três meses de comissionamento em órbita, superando as expectativas do seu desempenho. O satélite, que iniciará operações científicas de rotina até ao final de Abril, já obteve observações promissoras de estrelas conhecidas que albergam exoplanetas, com muitas descobertas empolgantes ainda por vir.

“A fase de comissionamento em órbita foi um período emocionante e estamos satisfeitos por termos conseguido atender a todos os requisitos,” diz Nicola Rando, director do projecto Cheops na ESA. “A plataforma e o instrumento do satélite tiveram um desempenho notável, e os Centros de Operações de Missão e Ciência apoiaram as operações de maneira impecável.

Lançado em Dezembro de 2019, o Cheops (Characterising Exoplanet Satellite) abriu os olhos para o Universo no final de Janeiro e logo depois tirou as suas primeiras imagens, intencionalmente desfocadas, de estrelas. A desfocagem deliberada está no centro da estratégia de observação da missão, que melhora a precisão da medição, espalhando a luz vinda de estrelas distantes por muitos pixeis do seu detector.

A precisão é fundamental na actual pesquisa de exoplanetas. Sabe-se que mais de 4000 planetas – e a somar – são estrelas em órbita que não o Sol. Uma sequência importante é começar a caracterizar esses planetas, fornecendo restrições à sua estrutura, formação e evolução.

Tomar as medidas para caracterizar exoplanetas através da medição precisa dos seus tamanhos – em particular os de planetas menores – é exactamente a missão do Cheops. Antes de ser declarado pronto para a tarefa, no entanto, o pequeno satélite de 1,5m teve de passar por um grande número de testes.

Desempenho excepcional

Com a primeira série de testes em voo, realizada entre Janeiro e Fevereiro, os especialistas da missão começaram a analisar a resposta do satélite e, em particular, do telescópio e detector, no ambiente espacial real. A partir de Março, Cheops concentrou-se em estrelas bem estudadas.

“Para medir o desempenho do Cheops, primeiro é necessário observar estrelas cujas propriedades são bem conhecidas, estrelas que são bem-comportadas – escolhidas a dedo por serem muito estáveis, sem sinais de actividade,” diz Kate Isaak, cientista do projecto Cheops da ESA.

Esta abordagem permitiu às equipas da ESA, do consórcio de missão e da Airbus Espanha – a principal contratante – verificar se o satélite é tão preciso e estável quanto necessário para atingir os seus ambiciosos objectivos.

“A indicação é extremamente estável: isto significa que enquanto o telescópio observa uma estrela durante horas à medida que a nave espacial se move ao longo da sua órbita, a imagem da estrela permanece sempre dentro do mesmo grupo de pixeis no detector,” explica Carlos Corral van Damme, Engenheiro Principal de Sistemas da ESA para Cheops.

“Uma estabilidade tão grande é uma combinação do excelente desempenho do equipamento e dos algoritmos de apontamento sob medida, e será especialmente importante para cumprir os objectivos científicos da missão. A estabilidade térmica do telescópio e do detector também provou ser ainda melhor do que o necessário,” acrescenta Carlos.

O período de comissionamento demonstrou que o Cheops alcança a precisão fotométrica necessária e, o que é mais importante, também mostrou que o satélite pode ser comandado pela equipa do segmento terrestre, conforme necessário, para executar as suas observações científicas.

“Ficámos emocionados quando percebemos que todos os sistemas funcionavam como esperado ou até melhor do que o esperado,” diz Andrea Fortier, cientista dos instrumentos do Cheops, que liderou a equipa de comissionamento do consórcio da Universidade de Berna, na Suíça.

Hora dos exoplanetas

Durante as duas últimas semanas de comissionamento em órbita, o Cheops observou duas estrelas hospedeiras de exoplanetas enquanto os planetas “transitavam” na frente da sua estrela hospedeira e bloqueavam uma fracção da luz estelar. Observar trânsitos de exoplanetas conhecidos é o objectivo da missão – medir tamanhos de planetas com precisão e exactidão sem precedentes e determinar as suas densidades, combinando-os com medições independentes das suas massas.

Um dos alvos era HD 93396, uma estrela amarela sub-gigante localizada a 320 anos-luz de distância, um pouco mais fria e três vezes maior do que o nosso Sol. O foco das observações foi KELT-11b, um planeta gasoso inchado, cerca de 30% maior que Júpiter, numa órbita muito mais próxima da estrela do que Mercúrio se encontra do Sol.

A curva de luz desta estrela mostra um declive claro causado pelo trânsito de oito horas do KELT-11b. A partir desses dados, os cientistas determinaram com precisão o diâmetro do planeta: 181.600 km – com uma incerteza pouco abaixo de 4300 km.

“As medições feitas pelo Cheops são cinco vezes mais precisas do que aquelas realizadas a partir da Terra. Isto dá-nos uma amostra do que podemos alcançar com o Cheops nos próximos meses e anos,” disse Willy Benz, investigador principal do consórcio da missão Cheops e professor de astrofísica da Universidade de Berna.

Uma revisão formal do desempenho do satélite e das operações do segmento terrestre foi realizada no dia 25 de Março e o Cheops passou com distinção. Com isso, a ESA passou a responsabilidade pela operação da missão ao consórcio liderado por Willy Benz.

Felizmente, as actividades de comissionamento não foram muito afectadas pela emergência resultante da pandemia de coronavírus, que resultou em medidas de distanciamento social e restrições ao movimento na Europa para impedir a propagação do vírus.

“O segmento terrestre tem funcionado muito bem desde o início, o que nos permitiu automatizar completamente a maioria das operações para comandar o satélite e reduzir os dados já nas primeiras semanas após o lançamento,” explica Carlos. “Quando a crise surgiu em Março, com as novas regras e regulamentos adjudicados, os sistemas automatizados significavam que o impacto na missão era mínimo.”

O Cheops está actualmente em transição para operações científicas de rotina, que devem começar antes do final de abril. Os cientistas começaram a observar alguns dos “primeiros alvos da ciência” – uma selecção de estrelas e sistemas planetários escolhidos para mostrar exemplos do que a missão pode alcançar: incluem um planeta “super-Terra quente” conhecido como 55 Cancri e, que se encontra coberto por um oceano de lava, bem como o “Neptuno quente” GJ 436b, que está a perder a sua atmosfera devido ao brilho da estrela hospedeira. Outra estrela na lista das próximas observações do Cheops é uma anã branca, o primeiro alvo do Programa de Observadores Convidados da ESA, que fornece aos cientistas de fora do consórcio da missão a oportunidade de usar a missão e capitalizar as suas capacidades de observação.

Astronomia On-line
21 de Abril de 2020

 

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3554: Expansão do Universo pode não ser uniforme

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Um mapa que mostra o ritmo de expansão do Universo em diferentes direcções do céu com base em dados do XMM-Newton da ESA, do Chandra da NASA e dos observatórios de raios-X ROSAT liderados pela Alemanha.
O mapa mostra todo o céu no sistema de coordenadas galáctico, com o centro da nossa própria Galáxia, a Via Láctea, localizado no centro do mapa, e o plano da galáxia – onde residem a maior parte das estrelas – orientado horizontalmente no mapa (note que as estrelas da Via Láctea não estão no mapa). O ritmo da expansão do Universo, indicado em termos da chamada constante de Hubble, é visto em diferentes cores, com tons roxos indicando um ritmo mais lento e os tons laranja/amarelo indicando um ritmo mais rápido.
Crédito: K. Migkas et al. 2020

Os astrónomos assumem há décadas que o Universo está a expandir-se ao mesmo ritmo em todas as direcções. Um novo estudo com base em dados do XMM-Newton da ESA, do Chandra da NASA e dos observatórios de raios-X ROSAT liderados pela Alemanha sugere que esta premissa chave da cosmologia pode estar errada.

Konstantinos Migkas, investigador doutorado em astronomia e astrofísica da Universidade de Bona, Alemanha, e seu supervisor Thomas Reiprich, propuseram-se originalmente a verificar um novo método que permitiria aos astrónomos testar a chamada hipótese de isotropia. De acordo com esta suposição, o Universo possui, apesar de algumas diferenças locais, as mesmas propriedades em cada direcção a larga escala.

Amplamente aceite como uma consequência da bem estabelecida física fundamental, a hipótese tem sido suportada por observações da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Remanescente directo do Big Bang, esta radiação cósmica de fundo em micro-ondas reflete o estado do Universo na sua infância, com apenas 380.000 anos de idade. A sua distribuição uniforme no céu sugere que naqueles primeiros dias o Universo devia estar a expandir-se rapidamente e ao mesmo ritmo em todas as direcções.

No entanto, no Universo de hoje, isso pode já não ser verdade.

“Juntamente com colegas da Universidade de Bona e da Universidade de Harvard, analisámos o comportamento de mais de 800 enxames de galáxias no Universo actual,” diz Konstantinos. “Se a hipótese de isotropia estivesse correta, as propriedades dos enxames seriam uniformes no céu. Mas na verdade vimos diferenças significativas.”

Os astrónomos usaram medições de temperatura em raios-X do gás extremamente quente que permeia os enxames e compararam os dados com a sua luminosidade no céu. Os enxames da mesma temperatura e localizados a uma distância semelhante devem aparecer igualmente brilhantes. Mas não foi isso que os astrónomos observaram.

“Vimos que os enxames com as mesmas propriedades, com temperaturas idênticas, pareciam menos brilhantes do que o esperado numa direcção do céu, e mais brilhantes do que o esperado noutra direcção,” diz Thomas. “A diferença foi bastante significativa, em torno de 30%. Estas diferenças não são aleatórias, mas têm um padrão claro, dependendo da direcção em que observamos o céu.”

Antes de desafiar o modelo cosmológico amplamente aceite, que fornece a base para estimar as distâncias dos enxames, Konstantinos e colegas examinaram primeiro outras explicações possíveis. Talvez existam nuvens de poeira ou gás por detectar obscurecendo a vista e fazendo com que os enxames de uma determinada área pareçam mais escuros. Os dados, no entanto, não suportam este cenário.

Em algumas regiões do espaço, a distribuição de enxames pode ser afectada por fluxos em massa, movimentos de matéria a larga escala provocados pela atracção gravitacional de estruturas extremamente massivas, como grandes grupos de enxames. Esta hipótese, no entanto, também parece improvável. Konstantinos acrescenta que as descobertas surpreenderam a equipa.

“Caso o Universo seja realmente aniso-trópico, mesmo que apenas nos últimos milhares de milhões de anos, isso significará uma enorme mudança de paradigma, porque a direcção de cada objecto teria que ser levada em consideração na análise das suas propriedades,” explica. “Por exemplo, hoje, estimamos a distância de objectos muito distantes no Universo aplicando um conjunto de equações e parâmetros cosmológicos. Pensamos que estes parâmetros são os mesmos em todos os lugares. Mas se as nossas conclusões estiverem corretas, não seria esse o caso e teríamos que rever todas nossas conclusões anteriores.”

“Este é um resultado extremamente fascinante,” comenta Norbert Schartel, cientista do projecto XMM-Newton da ESA. “Estudos anteriores sugeriram que o Universo actual pode não estar a expandir-se uniformemente em todas as direcções, mas este resultado – a primeira vez que tal teste foi realizado com enxames galácticos em raios-X – tem um significado muito maior e também revela um grande potencial para investigações futuras.”

Os cientistas especulam que este efeito possivelmente desigual na expansão cósmica possa ser causado pela energia escura, o componente misterioso do cosmos que representa a maioria – cerca de 69% – da sua energia total. Actualmente sabemos muito pouco sobre a energia escura, à excepção que parece ter acelerado a expansão do Universo ao longo dos últimos milhares de milhões de anos.

O próximo telescópio da ESA, Euclid, que está desenhado para observar milhares de milhões de galáxias e examinar a expansão do cosmos, a sua aceleração e a natureza da energia escura, pode ajudar a resolver este mistério no futuro.

“As descobertas são realmente interessantes mas a amostra incluída no estudo é ainda relativamente pequena para tirar conclusões tão profundas,” diz René Laureijs, cientista do projecto Euclid na ESA. “É o melhor que se pode fazer com os dados disponíveis, mas se realmente quisermos repensar o modelo cosmológico amplamente aceite, precisamos de mais dados.”

E o Euclid poderá fazer exactamente isso. A nave, com lançamento previsto para 2022, poderá não encontrar somente evidências de que a energia escura está realmente a esticar o Universo de maneira desigual em direcções diferentes, como também permitirá que os cientistas recolham mais dados sobre as propriedades de uma grande quantidade de enxames de galáxias, o que pode apoiar ou refutar as descobertas actuais.

Em breve, mais dados virão também do instrumento eROSITA de raios-X, construído pelo Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. O instrumento, a bordo do recém-lançado satélite russo-alemão Spektr-RG, realizará o primeiro levantamento de todo o céu em raios-X de média energia, com foco na descoberta de dezenas de milhares de enxames de galáxias e de núcleos galácticos activos.

Astronomia On-line
14 de Abril de 2020

 

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3553: Satélites da Via Láctea ajudam a revelar ligação entre halos de matéria escura e a formação galáctica

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Simulação da formação de estruturas de matéria escura desde o Universo jovem até hoje. A gravidade torna os aglomerados de matéria escura em halos densos, como indicado pelas manchas brilhantes, onde as galáxias se formam. No vídeo, aos 18 segundos da simulação, um halo como aquele que hospeda a Via Láctea, começa a tomar forma no centro superior da imagem. Este halo cai para o primeiro e maior halo, aproximadamente aos 35 segundos, imitando a queda da Grande Nuvem de Magalhães para a Via Láctea. Os cientistas usaram simulações como esta para melhor compreender a ligação entre a matéria escura e a formação galáctica.
Crédito: Ralf Kaehler/Laboratório Nacional SLAC

Assim como o Sol tem planetas e os planetas têm luas, a nossa Galáxia tem galáxias satélites, e algumas delas podem ter as suas próprias galáxias satélites ainda mais pequenas. Com base em medições recentes da missão Gaia da ESA, pensa-se que a Grande Nuvem de Magalhães (GNM), uma galáxia satélite relativamente grande visível a partir do hemisfério sul, tenha trazido com ela pelo menos seis das suas próprias satélites quando se aproximou da Via Láctea pela primeira vez.

Os astrofísicos pensam que a matéria escura é responsável por grande parte desta estrutura, e agora investigadores do Laboratório Nacional SLAC (do Departamento de Energia dos EUA) e do DES (Dark Energy Survey) basearam-se em observações de galáxias ténues em torno da Via Láctea para colocar restrições mais rígidas na ligação entre o tamanho e a estrutura das galáxias e os halos de matéria escura que as rodeiam. Ao mesmo tempo, encontraram mais evidências para a existência de galáxias satélites da GNM e fizeram uma nova previsão: se os modelos dos cientistas estiverem correctos, a Via Láctea deve ter mais 100 galáxias satélites, muito fracas, ainda por descobrir com projectos de próxima geração, como o levantamento LSST (Legacy Survey of Space and Time) do Observatório Vera C. Rubin.

O novo estudo, que será publicado na revista The Astrophysical Journal, faz parte de um esforço maior de entender como a matéria escura funciona em escalas menores que a nossa Galáxia, disse Ethan Nadler, autor principal do estudo e estudante do KIPAC (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology) e da Universidade de Stanford.

“Conhecemos muito bem algumas coisas sobre a matéria escura – quanta matéria escura existe, como é que se agrupa – mas todas estas afirmações são qualificadas dizendo: sim, é assim que se comporta em escalas maiores que o tamanho do nosso Grupo Local de galáxias,” disse Nadler. “E então a questão é: será que funciona às escalas mais pequenas que podemos medir?”

Lançando luz galáctica sobre a matéria escura

Os astrónomos sabem há muito tempo que a Via Láctea tem galáxias satélites, incluindo a Grande Nuvem de Magalhães, que pode ser vista a olho nu a partir do hemisfério sul, mas até ao ano 2000 pensava-se que totalizavam apenas mais ou menos uma dúzia. Desde então, o número de galáxias satélites observadas aumentou dramaticamente. Graças ao SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e às descobertas de projectos mais recentes, incluindo o DES (Dark Energy Survey), o número de galáxias satélites conhecidas subiu para cerca de 60.

Estas descobertas são sempre empolgantes, mas o que talvez seja mais empolgante é o que os dados nos podem dizer sobre o cosmos. “Pela primeira vez, podemos procurar estas galáxias satélites em cerca de três-quartos do céu, e isso é realmente importante para as várias maneiras de aprender mais sobre a matéria escura e sobre a formação das galáxias,” disse Risa Wechsler, directora do KIPAC. No ano passado, por exemplo, Wechsler, Nadler e colegas usaram dados sobre galáxias satélites em conjunto com simulações de computador para estabelecer limites muito mais restritos às interacções da matéria escura com a matéria normal.

Agora, Wechsler, Nadler e a equipa do DES estão a usar dados de um levantamento mais abrangente do céu para fazer perguntas diferentes, incluindo a quantidade de matéria escura necessária para formar uma galáxia, quantas galáxias satélites devemos esperar encontrar em redor da Via Láctea e se essas galáxias podem colocar as suas próprias satélites em órbita da nossa – uma previsão fundamental do modelo mais popular da matéria escura.

Dicas de hierarquia galáctica

A resposta a esta última pergunta parece ser um retumbante “sim.”

A possibilidade de detectar uma hierarquia de galáxias satélites surgiu pela primeira vez há alguns anos atrás, quando o DES detectou mais galáxias satélites na vizinhança da Grande Nuvem de Magalhães do que o esperado caso essas satélites estivessem distribuídas aleatoriamente pelo céu. Estas observações são particularmente interessantes, disse Nadler, à luz das medições do Gaia, que indicaram que seis destas galáxias satélites caíram para a Via Láctea com a GNM.

Para estudar as satélites da GNM mais detalhadamente, Nadler e a sua equipa analisaram simulações de computador de milhões de universos possíveis. Essas simulações, originalmente realizadas por Yao-Yuan Mao, ex-aluno de Wechsler que está agora na Universidade Rutgers, modelaram a formação da estrutura da matéria escura que permeia a Via Láctea, incluindo detalhes como aglomerados mais pequenos de matéria escura na Via Láctea que se pensa hospedarem galáxias satélites. Para ligar a matéria escura à formação galáctica, os cientistas usaram um modelo flexível que lhes permite explicar incertezas no entendimento atual da formação de galáxias, incluindo a relação entre o brilho das galáxias e a massa de aglomerados de matéria escura nas quais se formam.

Um esforço liderado por outros membros da equipa do DES, incluindo os ex-alunos do KIPAC Alex Drlica-Wagner, actualmente do Fermilab e professor assistente de astronomia e astrofísica da Universidade de Chicago, e Keith Bechtol, professor assistente de física na Universidade de Wisconsin-Madison, e colaboradores, produziu o passo final crucial: um modelo em que as galáxias satélites são mais prováveis de serem observadas por levantamentos actuais, tendo em conta onde estão no céu bem como o seu brilho, tamanho e distância.

Com estes componentes em mão, a equipa executou o seu modelo com uma ampla gama de parâmetros e procurou simulações nas quais objectos tipo-GNM caíam na atracção gravitacional de uma galáxia parecida com a Via Láctea. Ao compararem estes casos com observações galácticas, puderam inferir uma série de parâmetros astrofísicos, incluindo quantas galáxias satélites deveriam ter acompanhado a Grande Nuvem de Magalhães. Os resultados, disse Nadler, são consistentes com as observações do Gaia: seis galáxias satélites devem poder ser actualmente detectadas na vizinhança da GNM, movendo-se aproximadamente às mesmas velocidades e aproximadamente nas mesmas posições que os astrónomos tinham observado anteriormente.

Galáxias ainda não observadas

Além das descobertas da GNM, a equipa também estabeleceu limites para a ligação entre os halos de matéria escura e a estrutura galáctica. Por exemplo, nas simulações que mais se aproximaram da história da Via Láctea e da GNM, as galáxias mais pequenas que os astrónomos podiam actualmente observar devem ter estrelas com uma massa combinada de aproximadamente cem sóis, e cerca de um milhão de vezes mais matéria escura. De acordo com uma extrapolação do modelo, as galáxias mais fracas já observadas podiam formar-se em halos até cem vezes menos massivos.

E podem estar por vir mais descobertas: se as simulações estiverem corretas, disse Nadler, existem cerca de outras 100 galáxias satélites – no total, mais do dobro do número já encontrado – pairando em torno da Via Láctea. A descoberta dessas galáxias ajudaria a confirmar o modelo dos investigadores das ligações entre a matéria escura e a formação de galáxias, explicou, e provavelmente colocaria restrições mais rígidas à natureza da própria matéria escura.

Astronomia on-line
14 de Abril de 2020

 

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