3495: Estrela de neutrões com 11 km de raio

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma típica estrela de neutrões com um raio de 11 km tem mais ou menos o tamanho de uma cidade média.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Uma equipa internacional de investigação liderada por membros do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) obteve novas medições do tamanho das estrelas de neutrões. Para tal, combinaram uma descrição geral dos primeiros princípios do comportamento desconhecido da matéria das estrelas de neutrões com observações multi-mensageiras da fusão do binário de estrelas de neutrões GW170817. Os seus resultados, publicados na revista Nature Astronomy, são mais rigorosos por um factor de dois do que os limites anteriores e mostram que uma estrela de neutrões típica tem um raio próximo dos 11 quilómetros. Também descobriram que as estrelas de neutrões que se fundem com buracos negros são, na maioria dos casos, provavelmente engolidas inteiras, a menos que o buraco negro seja pequeno e/ou gire rapidamente. Isto significa que, embora tais fusões possam ser observadas como fontes de ondas gravitacionais, seriam invisíveis no espectro electromagnético.

“As fusões de estrelas de neutrões binárias são uma mina de ouro de informações!” diz Collin Capano, investigador do Instituto Albert Einstein em Hannover e autor principal do estudo publicado na Nature Astronomy. “As estrelas de neutrões contêm a matéria mais densa do Universo observável. Na verdade, são tão densas e compactas que podemos pensar de toda a estrela como um único núcleo atómico, ampliado para o tamanho de uma cidade. Ao medir as propriedades destes objectos, aprendemos mais sobre a física fundamental que governa a matéria no nível subatómico.”

“Descobrimos que uma típica estrela de neutrões, que é cerca de 1,4 vezes mais massiva do que o nosso Sol, tem um raio de aproximadamente 11 quilómetros,” diz Badri Krishnan, que liderou a equipa de investigação no Instituto Albert Einstein em Hannover. “Os nossos resultados limitam o raio até provavelmente entre 10,4 e 11,9 quilómetros. É um intervalo duas vezes mais rigoroso do que os resultados anteriores.”

Fusões de estrelas de neutrões binárias como um tesouro astrofísico

As estrelas de neutrões são remanescentes compactos e extremamente densos de explosões de super-nova. São mais ou menos do tamanho de uma cidade e têm até o dobro da massa do nosso Sol. Não sabemos como esta matéria extremamente densa e rica em neutrões se comporta e é impossível criar estas condições num qualquer laboratório da Terra. Os físicos propuseram vários modelos (equações de estado), mas não se sabe qual (se é que existe) destes modelos descreve correctamente a matéria das estrelas de neutrões na natureza.

As fusões de estrelas de neutrões binárias – como GW170817, que foi observada em ondas gravitacionais e em todo o espectro electromagnético em Agosto de 2017 – são os eventos astrofísicos mais excitantes quando se trata de aprender mais sobre a matéria em condições extremas e a física nuclear subjacente. A partir daqui os cientistas podem, por sua vez, determinar as propriedades físicas das estrelas de neutrões, como o raio e a massa.

A equipa de investigação usou um modelo baseado numa descrição dos primeiros princípios de como as partículas subatómicas interagem nas altas densidades encontradas nas estrelas de neutrões. Notavelmente, como mostra a equipa, os cálculos teóricos a escalas inferiores a um bilionésimo de milímetro podem ser comparados com observações de um objecto astrofísico a mais de cem milhões de anos-luz de distância.

“É um pouco incompreensível,” diz Capano. “GW170817 foi provocado pela colisão de dois objectos com o tamanho de uma cidade há 120 milhões de anos, quando os dinossauros ainda vagueavam pela Terra. Isto ocorreu numa galáxia a mais de mil triliões de quilómetros de distância. A partir deste evento, obtivemos informações sobre a física subatómica.”

Qual é o tamanho de uma estrela de neutrões?

A descrição dos primeiros princípios, usada pelos investigadores, prevê uma família inteira de possíveis equações de estado para as estrelas de neutrões, que são directamente derivadas da física nuclear. Desta família, os autores seleccionaram os membros com a maior probabilidade de explicar diferentes observações astrofísicas; escolheram modelos que:

  • concordam com as observações de ondas gravitacionais de GW170817 a partir de dados públicos do LIGO e do Virgo;
  • produzem uma estrela de neutrões hiper-massiva e de vida curta como resultado da fusão;
  • concordam com as restrições conhecidas na massa máxima da estrela de neutrões a partir das observações electromagnéticas de GW170817.

Isto não só permitiu que os cientistas obtivessem informações robustas sobre a física da matéria densa, mas também que obtivessem os limites mais rigorosos, até ao momento, do tamanho das estrelas de neutrões.

Observações futuras de ondas gravitacionais e astronomia multi-mensageira

“Estes resultados são empolgantes, não apenas porque conseguimos melhorar em muito as medições dos raios das estrelas de neutrões, mas porque nos dá uma janela para o destino final das estrelas de neutrões na fusão de binários,” diz Stephanie Brown, co-autora da publicação e estudante de doutoramento no mesmo instituto. Os novos resultados sugerem que, com um evento como GW170817, os detectores LIGO e Virgo, com a sensibilidade projectada, poderão distinguir facilmente, apenas com ondas gravitacionais, a fusão de duas estrelas de neutrões ou de dois buracos negros. Para GW170817, as observações no espectro electromagnético foram cruciais para fazer esta distinção.

A equipa de investigação também descobriu que, para binários mistos (uma estrela de neutrões que se funde com um buraco negro), a existirem apenas ondas gravitacionais da fusão, haverá dificuldade em distinguir estes eventos dos eventos de buracos negros binários. As observações no espectro electromagnético ou de ondas gravitacionais, no rescaldo da fusão, serão cruciais para as diferenciar.

No entanto, os novos resultados também implicam que é improvável que se obtenham observações multi-mensageiras de fusões de binários mistos. “Nós mostrámos que em quase todos os casos a estrela de neutrões não será dilacerada pelo buraco negro, mas engolida por inteiro,” explica Capano. “Somente quando o buraco negro é muito pequeno ou gira rapidamente, é que pode perturbar a estrela de neutrões antes de a engolir; e só então é que podemos esperar ver algo mais além de ondas gravitacionais.”

Um futuro brilhante pela frente

Na próxima década, os detectores existentes de ondas gravitacionais tornar-se-ão ainda mais sensíveis, e detectores adicionais começarão as suas observações. A equipa de investigação espera detecções de ondas gravitacionais mais “audíveis” e possíveis observações multi-mensageiras da fusão de estrelas de neutrões binárias. Cada uma destas fusões proporcionará oportunidades maravilhosas para aprender mais sobre as estrela de neutrões e sobre a física nuclear.

Astronomia On-line
13 de Março de 2020

 

spacenews

 

3186: Um novo método de medir buracos negros

CIÊNCIA

Mapa que mostra o agrupamento de galáxias com buracos negros activos criado com o Astera, uma ferramenta de visualização cósmica desenvolvida na Universidade de Southampton.
Crédito: Chris Marsden

Os buracos negros super-massivos são os maiores buracos negros, com massas que podem exceder mil milhões de sóis. Apenas esta primavera foi divulgada a primeira imagem do buraco negro super-massivo no centro da galáxia M87, e os investigadores recentemente avistaram o maior buraco negro super-massivo conhecido. Apesar destes esforços inovadores, descobrir como esses buracos negros moldam e estruturam uma galáxia continua a ser um desafio, porque a maioria delas está demasiada longe para os telescópios actuais as resolverem com precisão.

Um estudo publicado na Nature Astronomy descreve uma nova maneira de “pesar” buracos negros super-massivos no centro das galáxias usando galáxias vizinhas como representantes. A investigação foi uma colaboração global envolvendo investigadores de instituições do Reino Unido, Itália, Alemanha, Chile e Estados Unidos.

A obtenção de uma estimativa precisa da massa de um buraco negro super-massivo é geralmente feita medindo a velocidade da poeira e do gás que gira em seu redor. Isto requer telescópios extremamente sensíveis usando uma análise complexa e só pode ser feito para buracos negros grandes o suficiente para serem resolvidos relativamente perto da Terra. No entanto, se esta massa estiver correlacionada com outras propriedades da galáxia hospedeira, aquelas que podem ser medidas mesmo quando o buraco negro é mais pequeno ou está mais distante, é possível usar estas outras propriedades como “representantes” da massa.

No entanto, como explica Mariangela Bernardi da Universidade da Pensilvânia, EUA: “Percebemos que existe um viés na amostra vizinha usada para calibrar as massas. Os objectos para os quais actualmente podemos medir massas não parecem ser típicos. O nosso trabalho sugeriu que os buracos negros super-massivos não são, em média, tão grandes quanto se pensava anteriormente.”

Para verificar esta diferença de massa, os cientistas desenvolveram uma maneira nova e muito diferente de estimar as massas dos buracos negros. Usaram o facto de que, enquanto um buraco negro é cercado pela sua galáxia hospedeira, a própria galáxia é cercada por um “halo” ainda maior de matéria escura. Sabe-se que galáxias cercadas por halos mais massivos se agrupam com outras galáxias grandes e massivas. Como existem buracos negros mais massivos em galáxias mais massivas com halos mais massivos, a força deste agrupamento na verdade “pesa” os halos de matéria escura e, por conseguinte, as massas dos buracos negros nos seus centros.

Esta nova medição também sugere que os buracos negros super-massivos são menos massivos do que se pensava anteriormente e podem explicar por que é que algumas experiências em andamento não produziram os resultados esperados. Como exemplo, os pulsares, remanescentes de estrelas que explodiram, brilham como faróis que giram centenas de vezes por segundo. A luz dos pulsares é emitida em intervalos incrivelmente curtos e regulares, à medida que o feixe varre a Terra repetidamente. Os investigadores estão actualmente à procura de ondas gravitacionais produzidas pela colisão de dois buracos negros super-massivos, que devem fazer com que estes feixes oscilem na direcção da Terra e para longe da Terra, à medida que a onda passa e afeta o campo dos pulsos.

Como as mudanças esperadas ainda não foram vistas, diz Ravi Sheth, também da mesma universidade norte-americana, “as pessoas estavam a começar a ficar preocupadas com a possibilidade de que talvez a gravidade fosse estranha, ou talvez não compreendêssemos completamente a física das fusões que formam ondas gravitacionais. Mas se as verdadeiras massas dos buracos negros forem menores do que se pensava, então as ondas gravitacionais previstas seriam mais fracas, dificultando a detecção das mudanças no ‘timing’ do pulsar.”

Nos próximos 10 anos, espera-se que novos telescópios sejam capazes de obter medições de massa mais precisas para buracos negros e proporcionem uma oportunidade para os investigadores testarem o seu novo método em conjuntos maiores de dados. Instalações como o ELT (Extremely Large Telescope), com 39 metros, com conclusão para 2025, podem permitir que os cientistas meçam buracos negros mais pequenos e mais distantes e as suas galáxias hospedeiras directamente.

“Estas descobertas têm implicações significativas para a nossa compreensão da evolução e crescimento dos buracos negros super-massivos,” diz o autor principal Francesco Shankar. Bernardi acrescenta que este trabalho também permitirá que os cientistas estudem mais detalhadamente a ligação entre o crescimento dos buracos negros super-massivos e a evolução das galáxias.

Astronomia On-line
13 de Dezembro de 2019

spacenews

 

3061: Há uma nova maneira de medir a gravidade da Terra

CIÊNCIA

(CC0/PD) Free-Photos / Pixabay

Uma equipa de cientistas descobriu uma nova forma única de medir a gravidade da Terra. O método anterior envolvia medir a influência da gravidade nos átomos, rastreando a rapidez com que os átomos caíam.

O problema é que nas experiências feitas com este método, os tubos em que os átomos caíam eram difíceis de proteger de interferências ambientais. Como tal, uma equipa de cientistas norte-americanos da Universidade da Califórnia arranjaram uma nova maneira de medir a gravidade.

O Tech Explorist explica que esta nova técnica envolve observar como é que os átomos se comportam quando estão suspensos no ar, em vez de estarem em queda. Na opinião dos cientistas, este método pode ser melhor para sondar as forças gravitacionais exercidas em pequenos objectos.

Esta inovação pode ainda ter aplicações práticas na nossa sociedade, uma vez que esta técnica pode ser usada para medir ligeiras variações gravitacionais. Isto pode ajudar a mapear o fundo do mar ou encontrar petróleo e minerais no subsolo da Terra.

Para chegarem a esta conclusão, os investigadores lançaram uma nuvem de átomos de césio no ar e usaram flashes de luz para dividir cada átomo num estado de super-posição. Seguidamente, prenderam esses átomos divididos no ar com a luz de um laser.

A partir daí, para medir a força gravitacional da Terra naquele local basta rastrear a rapidez com que a ondulação das duas versões de um átomo fica fora de sincronia. A experiência está descrita com mais detalhe no estudo publicado este mês na revista científica Science.

Alan Jamison, físico do MIT, disse que esta nova técnica é “muito impressionante” e acredita que “é uma grande promessa para medições mais controladas” da gravidade. O físico realçou ainda que, com o método antigo, era muito mais complicado fazer a medição.

“Digamos que você não queria medir a gravidade de toda a Terra, mas deseja medir a gravidade de uma coisa pequena, como mármore. Precisamos de colocar a mármore perto dos nossos átomos. Numa instalação tradicional de queda livre, os átomos passavam pouco tempo perto da mármore — milissegundos — e teríamos muito menos sinal“, explicou o co-autor do estudo, Holger Müller.

ZAP //

Por ZAP
20 Novembro, 2019

 

2866: Dois veleiros robotizados vão medir alterações climáticas no Atlântico

CIÊNCIA

(CC0/PD) Mariamichelle / pixabay

Dois veleiros de navegação robotizada vão medir, durante os próximos quatro meses, a pegada das mudanças climáticas no oceano Atlântico e irão passar pela Madeira e Cabo Verde.

A Plataforma Oceânica das Canárias (PLOCAN) libertou esta sexta-feira na costa da Gran Canária dois veleiros autónomos, carregados com todo o tipo de sensores científicos, que vão recolher dados acerca da acidificação das águas, que provoca a crescente presença de dióxido de carbono na atmosfera, relatou a agência de notícias Efe. Os navios seguem agora para Cabo Verde e mais tarde irão rumar em direcção à Madeira.

Saildrone @saildrone

In a paper in the journal Oceanography, Saildrone was compared against state-of-the-art mooring measurements being collected for the -funded Salinity Processes in the Upper Ocean Regional Study 2 (SPURS-2) project. https://www.oceannews.com/news/science-technology/study-finds-saildrone-effective-for-air-sea-interaction-studies 

Esta recolha de dados faz parte da experiência (Atl2Med do Atlântico ao Mediterrâneo) que envolve 12 instituições científicas de vários países – Portugal, Alemanha, França, Bélgica, Finlândia e Espanha. No projecto Atl2Med participa o Instituto Hidrográfico de Portugal.

Os dois veleiros são drones marinhos, com capacidade para navegar tanto de forma autónoma como pilotada por via satélite desde o centro de controlo em Alameda, na Califórnia (EUA), a quase 9500 quilómetros do lugar de onde foram lançados, na costa leste da Gran Canária.

A sua resistência foi provada há apenas dois meses: os dois veleiros contornaram a Antártida e viajaram quase 22 mil quilómetros no caminho de volta à base nos Estados Unidos.

“O objectivo desta missão é recolher informação acerca do dióxido de carbono na água e da acidificação do oceano. O outro objectivo é estudar as correntes da costa”, explicou uma das operadoras dos navios robotizados, Katie Cornetta. “Vão-se medir muitas coisas, mas o parâmetro principal é o CO2. Entender como funciona é um dos problemas-chave para estudar as alterações climáticas”, acrescentou o director da Plataforma Oceânica das Canárias, Octavio Llinás.

ZAP // Lusa

Por Lusa
19 Outubro, 2019

 

2710: Medir a massa dos neutrinos pode levar-nos a toda uma nova Física

CIÊNCIA

Image Team / Canva

Quanto pesa um neutrino? Esta é a pergunta que não quer calar e que há anos baralha os números da Física, Cosmologia e da Astrofísica. Agora, uma equipa internacional cientistas chegou mais perto deste valor.

A nova investigação, cujos resultados foram recentemente apresentados na conferência Astroparticle and Underground Physics, que decorreu em Tóquio, no Japão, balizou o valor máximo da massa destas partículas elementares do Universo que, apesar de serem extremamente abundantes – só perdem para os fotões -, são também altamente fugazes e raramente interagem com a matéria – o que dificulta a sua detecção.

De acordo com os cientistas, um neutrino não terá mais do que um electrão-volt (eV) de massa. Este valor, obtido no início do ano devido ao procedimento experimental Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN), reduziu em mais de metade o valor máximo da massa do neutrino que passa assim de 2 eV para 1 eV.

O valor mínimo, por sua vez, está nos 0,02 eV, tendo este número sido definido por outras equipas de cientistas, tal como explicam os autores da investigação em comunicado.

“Estas descobertas em colaboração com o KATRIN reduzem o intervalo de massa anteriormente definido para o neutrino num factor de dois, colocando critérios mais rigorosos sobre a verdadeira massa do neutrino e fornecendo ainda um caminho a seguir para medir definitivamente o seu valor”, explicou Hamish Robertson, cientista do KATRIN e professor emérito de Física na Universidade de Washington, nos Estados Unidos.

“Conhecer a massa do neutrino permitirá que os cientistas respondam a perguntas fundamentais em Cosmologia, Astrofísica e Física de Partículas, tais como a evolução do Universo ou que tipo Física existe para além do Modelo Padrão”, sustentou.

A partícula que não devia ter massa pode levar-nos a uma nova Física

De acordo com o Modelo Padrão que rege o Cosmos, os neutrinos não deviam ter massa, à semelhança do que acontece com os fotões. Na verdade, estas partículas elementares que atravessam o nosso corpo a cada segundo sem notarmos são um “buraco” nesta teoria que pode obrigar à criação de uma nova Física para explicar a sua massa.

Existem várias fontes de neutrinos – o próprio Big Bang, morte de uma estrela numa grande explosão, interacção das radiações cósmicas com a atmosfera terrestre, entre outros -, mas a grande maioria destas partículas chega à Terra oriunda do Sol.

Foi em 1930 que foi pela primeira vez proposta a existência dos neutrinos. Mais tarde, em 1956, os cientistas conseguiram levar a cabo detecções destas partículas.

Mais foi necessário quase mais meio século para contrariar o Modelo Padrão: em 2001, dois detectores – o Super-Kamiokande, no Japão, e o Observatório de Neutrinos de Sudbury, no Canadá -, mostraram que estas partículas tem uma massa diferente de zero, avanço científico que foi reconhecido posteriormente, em 2015, com o Prémio Nobel da Física.

@NobelPrize

Torn between identities – tau-, electron- or myon-neutrino? Neutrino means ”small neutral one” in Italian #NobelPrize

A definição exacta do valor da sua massa está agora mais perto e, de acordo com os cientistas, quando este feito for alcançado, pode ser necessário criar uma nova Física. “Resolver a massa do neutrino levar-nos-ia a um admirável mundo novo para criar um novo Modelo Padrão”, disse Pedro Doe, cientista da Universidade de Washington, que também participou na nova investigação.

Contudo, e ainda de acordo com o cientista, o conhecimento não ficará apenas pelo valor da massa. Na verdade, este valor permitirá descobrir muito mais sobre estas estranhas partículas que há anos tiram o sono à comunidade científica.

“Os neutrinos são pequenas partículas bizarras (…) São tão omnipresentes e há muito que podemos aprender depois de terminar esse valor”, rematou.

Todo este “mundo novo” ganha mais força caso se venha a descobrir que existem regras desconhecidas que também governam o Universo.

O Modelo Padrão pode não ser suficiente para a bizarria dos neutrinos.

SA, ZAP //

Por SA
25 Setembro, 2019

 

1860: Pela primeira vez, os cientistas conseguiram medir o nada

CIÊNCIA

(CC0/PD) insspirito / pixabay

Um grupo de físicos da Escola Politécnica Federal de Zurique conseguiu detectar correlações no campo electromagnético do vácuo.

Do ponto de vista da teoria quântica, o vazio nunca é absoluto – há sempre algumas partículas “virtuais” que se manifestam “do nada” e desaparecem subitamente. No entanto, até agora não se sabia se são criadas aleatoriamente ou reagem uns com os outros. Detectando a correlação, os físicos suíços resolveram a questão.

Para este fim, de acordo com o estudo publicado na revista Nature, os investigadores construíram um aparelho especial, que consistia num cristal, lasers e detectores de fotões, e aplicaram o método de detecção electro-óptica, que mede o desvio das partículas de luz que passaram pelo vácuo entre os átomos de cristal.

Como estava congelado a -269°C, apenas quatro graus acima do zero absoluto, quase não havia possibilidade de surgimento de fotões estranhos produzidos pela radiação térmica.

“Ainda assim, o sinal medido é absolutamente minúsculo e realmente tínhamos de maximizar as nossas capacidades experimentais para medir muito pequenas áreas”, explica Jerome Faiste, líder do estudo.

Após cerca de um bilião de tentativas, a equipa descobriu flutuações correlacionadas no campo electromagnético. “As flutuações do vácuo do campo electromagnético são claramente consequências visíveis e, entre outras coisas, são responsáveis ​​por um átomo pode emitir luz de forma espontânea“, disse Cristina Ileana Benea-Chelmus, membro do grupo, ao site da Escola Politécnica Federal de Zurique.

“Talvez os resultados dos autores sejam os primeiros passos em direcção a uma óptica quântica ultra-rápida que um dia observará e controlará o caos que está escondido em vazios estados fundamentais espaço-temporais e não-triviais de sistemas de interacção luz-matéria”, remataram os físicos Andrey Moskalenko e Timothy Ralph.

Os resultados parecem minúsculos, mas as medições permitiram determinar o espectro fino de um campo electromagnético no seu estado fundamental. Enfrentar o que é efectivamente espaço vazio está a tornar-se um algo importante na física quântica.

Recentemente, outra equipa de físicos tentou colocar limites no ruído do vácuo à temperatura ambiente, a fim de melhorar a funcionalidade do detector de ondas gravitacionais LIGO.

Partículas virtuais também são fundamentais para entender como os buracos negros evaporam lentamente ao longo do tempo através da radiação de Hawking. No futuro, precisaremos de mais resultados como estes para entender o Universo.

ZAP // Science Alert

Por ZAP
18 Abril, 2019

[vasaioqrcode]

 

1613: InSight prepara-se para medir a temperatura de Marte

O “lander” InSight da NASA colocou a sua sonda de calor, de nome HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), na superfície de Marte.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/DLR

O “lander” InSight da NASA colocou o seu segundo instrumento na superfície de Marte. Novas imagens confirmam que o HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) foi implantado com sucesso no dia 12 de Fevereiro a cerca de 1 metro do sismómetro do InSight, que o módulo recentemente cobriu com um escudo protector. O HP3 mede o calor que se move através do subsolo de Marte e pode ajudar os cientistas a descobrir quanta energia é necessária para construir um mundo rochoso.

Equipado com um espigão auto-martelante, o instrumento vai cavar até 5 metros abaixo da superfície, mais do que qualquer missão anterior no Planeta Vermelho. Em comparação, o “lander” Viking 1 da NASA escavou 22 centímetros. O módulo de aterragem Phoenix, primo do InSight, escavou 18 cm.

“Estamos ansiosos por quebrar alguns recordes em Marte,” disse Tilman Spohn, investigador principal do HP3 do Centro Aeroespacial Alemão, que forneceu a sonda térmica para a missão InSight. “Dentro de alguns dias, vamos finalmente começar a escavar usando uma parte do nosso instrumento que chamamos de toupeira.”

O HP3 parece-se um pouco com um macaco hidráulico, mas com um tubo de metal vertical na frente para segurar a toupeira com 40 centímetros de comprimento. Um cabo liga a estrutura de suporte do HP3 ao “lander” enquanto uma corda presa no topo da toupeira possui sensores de calor para medir a temperatura do subsolo de Marte. Entretanto, os sensores de calor na própria toupeira vão medir a condutividade térmica do solo – quão facilmente o calor se move pela sub-superfície.

“A nossa sonda está construída para medir o calor que vem de dentro de Marte,” disse Sue Smrekar, vice-investigadora principal do InSight, no JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. “É por isso que queremos colocá-la no subsolo. As temperaturas mudam à superfície, tanto das estações quanto do ciclo dia-noite, e podem adicionar ‘ruído’ aos nossos dados.”

A toupeira vai parar a cada 50 centímetro para medir a condutividade térmica do solo. Dado que o martelamento cria fricção e liberta calor, a toupeira pode arrefecer durante dois dias. De seguida, é aquecida até mais ou menos 10º C ao longo de 24 horas. Os sensores de temperatura dentro da toupeira medem a rapidez com que isto acontece, o que informa os cientistas da condutividade do solo.

Se a toupeira encontrar uma grande rocha antes de atingir pelo menos 3 metros, a equipa precisará de um ano marciano completo (dois anos terrestres) para filtrar o ruído dos seus dados. Esta é uma razão pela qual a equipa seleccionou cuidadosamente um local de aterragem com poucas pedras e porque passou semanas a escolher onde colocar o instrumento.

“Escolhemos o local de pouso ideal, quase sem rochas à superfície,” disse Troy Hudson, cientista e engenheiro que ajudou a projectar o HP3. “Isto dá-nos razão para acreditar que não há muitas rochas grandes no subsolo. Mas temos que esperar e ver o que vamos encontrar à sub-superfície.”

Independentemente da profundidade que atinja, não há como debater que a toupeira é um feito da engenharia.

“Pesa menos do que um par de sapatos, usa menos energia do que um ‘router’ Wi-Fi e precisa de escavar pelo menos 3 metros noutro planeta,” explicou Hudson. “Foi preciso muito tempo para obter uma versão que pudesse fazer dezenas de milhares de marteladas sem se partir; algumas versões anteriores falharam antes de chegar a 5 metros, mas a versão que enviámos para Marte provou a sua robustez várias vezes.”

Astronomia On-line
19 de Fevereiro de 2019

[vasaioqrcode]

 

1409: Medir a expansão do Universo acaba de se complicar

NASA/CXC/M.WEISS
A fonte das emissões agora detectadas não pode ser fruto da fusão, mas antes de acreção

Uma equipa de cientistas acaba de descobrir que as explosões de raios-X “super-suaves” podem ter origem quer em processos de acreção, quer em fenómenos de fusão nuclear – uma descoberta que torna mais complicada a medição da expansão do Universo.

Durante décadas, astrónomos e astrofísicos basearam as medições da expansão do Universo num determinado tipo de super-nova: as anãs-brancas. Contudo, a descoberta agora divulgada pela Universidade de Tecnologia do Texas, nos Estados Unidos, pode pôr este pressuposto em causa.

A emissão de raios-X “super suaves”, uma gama de raios-X de energia mais baixa, tem sido, até então, considerada como resultado da fusão nuclear que ocorre na superfície de uma anã branca, uma estrela pequena e muito densa.

Um novo estudo, publicado a semana passada na Nature Astronomy, dá conta de uma nova detecção de emissões super-brandas que claramente não são impulsionadas pela fusão nuclear, mostrando que a fusão não é a única forma de ocorrerem. Ou seja, o novo estudo vem desconstruir o que se acreditava até então, frisando que as emissões de raios X “super-suaves” podem ter outra origem.

De acordo com a publicação, os astrónomos detectaram uma uma explosão de raios-X de uma anã branca na Pequena Nuvem de Magalhães a cerca de 200.000 anos-luz, o que indica que a estrela está a puxar o material de uma gigante vermelha companheira a um ritmo tão alto que pode ser a anã branca de mais rápido crescimento já observada.

O evento, apelidado de ASASSN16-oh, foi observado pela primeira vez na Pequena Nuvem de Magalhães pelo telescópio All-Sky Automated Survey, localizado na Polónia. Observações adicionais do Swift Observatory da NASA e do Chandra X-ray Observatory vieram depois ajudar a verificar a descoberta.

“No passado, fontes de raios-X super-suaves foram associadas à fusão nuclear na superfície de anãs brancas”, disse Maccarone, professor do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Texas, em comunicado. “Quando uma anã branca captura material de uma estrela companheira, o material acumula-se na sua superfície e aquece e, eventualmente, a fusão nuclear ocorre, como numa bomba de hidrogénio”, explicou.

“Mas esta emissão é oriunda de uma região menor do que a superfície da anã branca e temos fortes argumentos contra qualquer tipo de explosão que tenha ocorrido na anã branca”. Em particular, explicou, “não há linhas de emissão amplas em raios-X ou espectros ópticos, portanto não pode haver vento forte a ser gerado”, considerou.

“Em alguns casos, a fusão nuclear pode ser constante na superfície de uma anã branca, mas não pode começar imediatamente como uma fusão constante. Deve haver uma explosão de algum tipo quando a fusão começar”.

“Em alguns casos, a fusão nuclear pode ser constante na superfície de uma anã branca, mas não pode começar imediatamente como uma fusão constante. Deve haver uma explosão de algum tipo quando a fusão começar”.

Por tudo isto, acreditam os cientistas, a fonte das emissões agora detectadas não pode ser fruto da fusão, mas antes de acreção, o processo de acumulação de material na superfície de um astro. Neste caso em particular, na superfície da anã-branca.

Duas formas de emissão

No novo estudo, os cientistas sustentam que o sistema em causa consiste numa estrela gigante vermelha altamente evoluída e uma anã-branca com um disco de emissão extremamente grande à sua volta. A velocidade de entrada de material através do disco é instável e, quando o material começa a fluir mais rapidamente, o brilho do sistema dispara para cima da superfície.

“O que estamos a observar aqui é um episódio transitório de uma emissão super-suave, mas sem nenhum dos sinais que associamos à fusão nuclear”, disse Maccarone. “Se uma nova [emissão] ocorresse, esperávamos ver o material a afastar-se da anã branca – o que não acontece aqui. Em vez disso, o que estamos a ver é uma emissão quente do disco que transporta o material da estrela companheira até à anã branca. A massa está a ocorrer numa taxa maior do que em qualquer sistema que tenhamos detectado no passado”.

Sinteticamente, a nova descoberta frisa que existem duas formas para a emissão deste tipo de raios: a acreção e a fusão nuclear. “Os nossos resultados vão contra o consenso de longa data sobre como a emissão de raios-X nas anãs-brancas é produzida (…) Sabemos que a emissão de raios-X pode ser feita de duas formas diferentes”, acrescentou.

“Estou animado com este resultado”, disse Maccarone, notando que este é um “fenómenos totalmente novo e, sempre que é encontrado, é muito emocionante”.

Por mais emocionante que seja, a descoberta pode mudar a forma como os astrofísicos medem a expansão do cosmos – essa pode ser a sua grande virtude. Acreditava-se, até então, que este tipo de super-novas eram uma das formas principais da expansão do Universo, onde as anãs-brancas cresciam em massa explodindo, eventualmente como super-novas do Tipo Ia.

“Estes sistemas são também a forma como medimos a expansão do Universo”, disse Maccarone. Neste sentido, medir a expansão do Universo acaba de se complicar. Para perceber este crescimento, é preciso entender a origem das super-novas do Tipo Ia, que acabam agora de ganhar uma nova forma de produzir explosões de raios-X. Os cientistas precisam agora de refinar o método de medição, tendo em conta o fenómeno da acreção.

SA, ZAP // EuropaPress / AstronomyNow

Por SA
13 Dezembro, 2018

[vasaioqrcode]

 

909: NASA vai lançar satélite para medir ao detalhe alterações no gelo polar

(CC0/PD) pxhere

A agência espacial norte-americana anunciou que vai lançar a 15 de Setembro um satélite que irá medir as alterações no gelo polar da Terra com um “detalhe sem precedentes”.

O ICESat-2 vai dar continuidade às observações iniciadas pelo seu antecessor, o ICESat-1, cuja missão terminou em 2009.

O novo satélite, que será lançado da base militar de Vandenberg, na Califórnia, nos EUA, está equipado com o instrumento laser mais avançado para este tipo de observações, de acordo com um comunicado da NASA publicado no seu portal.

Segundo a agência espacial norte-americana, o ICESat-2 vai medir a alteração média anual da altura de gelo que cobre a Gronelândia e a Antárctida, com uma margem de até quatro milímetros (largura de um lápis), obtendo 60 mil medições por segundo.

A NASA lembra que o degelo na Gronelândia e na Antárctida está a elevar em média o nível dos oceanos em mais de um milímetro por ano. O satélite vai também registar as alterações na espessura e no volume do gelo do Oceano Árctico, cuja área diminuiu em 40% desde 1980.

Ao atravessar a Terra, de pólo a pólo, o satélite vai monitorizar a cota de gelo nas regiões polares quatro vezes por ano, fornecendo dados sobre as mudanças ocorridas sazonalmente.

O instrumento ‘laser’ com o qual o ICESat-2 está equipado, o Sistema Avançado de Altímetro a Laser Topográfico (ATLAS, na sigla em inglês) mede a altura cronometrando o tempo que fotões de luz demoram a viajar do satélite à superfície da Terra e a voltar para trás.

Para a NASA, os dados do ICESat-2 poderão contribuir para o avanço do conhecimento do impacto do degelo na subida do nível do mar e no aumento da temperatura, efeitos das alterações climáticas.

O satélite também vai medir a altura da superfície oceânica e terrestre, incluindo os topos das árvores das florestas (que, em conjunto com a informação existente sobre a área florestal global, possibilitará aos cientistas estimarem a quantidade de dióxido de carbono armazenada nas florestas).

ZAP // Lusa

Por Lusa
23 Agosto, 2018

 (Foram corrigidos 6 erros ortográficos no texto original) [/aviso]

[vasaioqrcode]

See also Blogs Eclypse and Lab Fotográfico