3174: Missão OSIRIS-REx explica misteriosos eventos de partículas de Bennu

CIÊNCIA

Esta imagem do asteróide Bennu a libertar partículas da sua superfície no dia 6 de Janeiro foi criada combinando duas imagens obtidas pela NavCam 1 a bordo da OSIRIS-REx: uma curta exposição com 1,4 ms que mostra o asteróide claramente, e outra exposição longa (5 s), que mostra claramente as partículas. Também foram aplicadas outras técnicas de processamento, como corte e ajuste de brilho e contraste de cada camada.
Crédito: NASA/Goddard/Universidade do Arizona/Lockheed Martin

Pouco tempo depois da sonda OSIRIS-REx da NASA ter chegado ao asteróide Bennu, uma descoberta inesperada da equipa científica da missão revelou que o asteróide podia ser activo, ou estar a descarregar consistentemente partículas para o espaço. A análise contínua de Bennu – e as suas amostras que eventualmente serão transportadas para a Terra – podem lançar luz sobre o porquê da ocorrência deste fenómeno intrigante.

A equipa da OSIRIS-REx observou pela primeira vez um evento de ejecção de partículas nas imagens capturadas pelas câmaras de navegação da sonda no dia 6 de Janeiro, apenas uma semana após ter entrado na sua primeira órbita em torno de Bennu. À primeira vista, as partículas pareciam estrelas por trás do asteróide, mas, observando mais cuidadosamente, a equipa percebeu que o asteróide estava a libertar material da sua superfície. Depois de concluir que estas partículas não comprometiam a segurança da nave, a missão começou observações dedicadas para documentar completamente esta actividade.

“Entre as muitas surpresas de Bennu, as ejecções de partículas despertaram a nossa curiosidade, e passámos os últimos meses a investigar este mistério,” disse Dante Lauretta, investigador principal da OSIRIS-REx na Universidade do Arizona em Tucson, EUA. “Esta é uma grande oportunidade para expandir o nosso conhecimento de como os asteróides se comportam.”

Depois de estudar os resultados das observações, a equipa da missão divulgou as suas descobertas num artigo científico publicado dia 6 de Dezembro na revista Science. A equipa observou os três maiores eventos de ejecção de partículas nos dias 6 e 19 de Janeiro, e 11 de Fevereiro, e concluiu que os eventos tiveram origem em diferentes locais da superfície de Bennu. O primeiro evento teve origem no hemisfério sul e o segundo e o terceiro ocorreram perto do equador. Todos os três eventos ocorreram ao final da tarde em Bennu.

A equipa descobriu que, após a ejecção da superfície do asteróide, as partículas orbitaram brevemente Bennu e caíram de volta à superfície ou escaparam para o espaço. As partículas observadas viajaram até 3 metros por segundo e tinham um tamanho inferior a 10 cm. Durante o maior evento, que ocorreu a 6 de Janeiro, foram observadas aproximadamente 200 partículas.

A equipa investigou uma ampla variedade de possíveis mecanismos que podem ter provocado os eventos de ejecção e reduziu a lista a três candidatos: impactos de meteoróides, fracturas por stress térmico e libertação de vapor de água.

Os impactos de meteoróides são comuns na vizinhança do espaço profundo de Bennu e é possível que esses pequenos fragmentos de rocha espacial estivessem a atingir Bennu onda a OSIRIS-REx não estava a observar, sacudindo partículas soltas com o momento do seu impacto.

A equipa também determinou que a fractura térmica é outra explicação possível. As temperaturas à superfície de Bennu variam drasticamente durante o período de rotação de 4,3 horas. Embora esteja extremamente frio durante as horas da noite, a superfície do asteróide aquece significativamente a meio da tarde, quando os três grandes eventos tiveram lugar. Como resultado desta mudança de temperatura, as rochas podem começar a rachar e a quebrar-se e, eventualmente, as partículas podem ser expelidas da superfície. Este ciclo é conhecido como fractura por stress térmico.

A libertação de água também pode explicar a actividade do asteróide. Quando as argilas presas em água são aquecidas, a água pode começar a libertar-se a criar pressão. É possível que, à medida que a pressão se acumula nas fissuras e nos poros das rochas onde a água absorvida é libertada, a superfície se torne agitada, levando à erupção de partículas.

Mas a natureza nem sempre permite explicações simples. “É possível que mais do que um destes mecanismos esteja em jogo,” disse Steve Chesley, autor do artigo e investigador sénior no JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. “Por exemplo, as fracturas térmicas podem estar a cortar o material da superfície em pedaços pequenos, facilitando em muito o lançamento de seixos para o espaço durante os impactos de meteoróides.”

Se as fracturas térmicas, os impactos de meteoróides, ou ambos, são de facto as causas destes eventos de ejecção, é provável que este fenómeno esteja a acontecer em todos os asteróides pequenos, pois todos sofrem estes mecanismos. No entanto, se a libertação de água é a causa destes eventos de ejecção, este fenómeno seria específico aos asteróides que contêm minerais com água, como Bennu.

A actividade de Bennu apresenta maiores oportunidades assim que a amostra seja recolhida e enviada para a Terra para estudo. Muitas das partículas ejectadas são pequenas o suficiente para serem recolhidas pelo mecanismo de amostragem, o que significa que as amostras podem conter algum material ejectado e que torna a cair para a superfície de Bennu. A determinação de que uma partícula em específico foi ejectada e voltou a Bennu poderá ser um feito científico semelhante a encontrar uma agulha num palheiro. No entanto, o material de Bennu que será trazido para a Terra, quase certamente aumentará a nossa compreensão dos asteróides e das maneiras como são diferentes e semelhantes, mesmo que o fenómeno de ejecção de partículas continue a ser um mistério cujas pistas também vão para a Terra sob a forma de dados e material adicional para estudo.

A recolha de amostras está programada para o verão de 2020 e as amostras chegarão à Terra em Setembro de 2023.

Astronomia On-line
10 de Dezembro de 2019

spacenews

 

3173: OSIRIS-REx prestes a seleccionar local de recolha de amostras

CIÊNCIA

Estas imagens mostram os quatro candidatos a local de recolha de amostras no asteróide Bennu: “Sandpiper”, “Osprey”, “Kingfisher” e “Nightingale”. Um destes quatro locais será o local em que a sonda OSIRIS-REx irá pousar para recolher amostras.
Crédito: NASA/Goddard/Universidade do Arizona

A missão OSIRIS-REx da NASA está a poucos dias de seleccionar o local onde a sonda vai recolher amostras do asteróide Bennu. Após um processo demorado e complexo, a equipa está finalmente pronta para fazer a selecção de um local primário e outro de reserva de entre quatro candidatos.

A OSIRIS-REx é a primeira missão de recolha e envio de amostras de asteróides da NASA, de modo que esta decisão do local de recolha é essencial para as operações no asteróide e para o sucesso da missão.

Depois de escolher os quatro locais candidatos – de nomes “Sandpiper”, “Osprey”, “Kingfisher” e “Nightingale” – em Julho, a missão concluiu a sua fase A de reconhecimento. Durante a fase A, a sonda OSIRIS-REx realizou uma série de quatro passagens rasantes ao longo de um mês – um por cada dos potenciais locais de recolha de amostras. Esta fase da missão forneceu à equipa imagens de alta resolução para examinar minuciosamente o tipo de amostragem (material fino), topografia, albedo e cor de cada zona. Os dados recolhidos durante estes voos de alta altitude são fundamentais para determinar qual o mais adequado para a recolha de amostras.

Embora a missão esteja um passo mais perto de recolher amostras, as observações da fase A de reconhecimento revelaram que até os melhores locais candidatos em Bennu apresentam desafios significativos à recolha de amostras, e a escolha que o comité de selecção fará não é fácil.

“A selecção do local é realmente uma actividade compreensiva. Requer que analisemos muitos tipos diferentes de dados, de várias maneiras, para garantir que o local seleccionado é a melhor escolha em termos de segurança para a sonda, em termos de presença de material amostrável e em termos de valor científico,” disse Hearther Enos, vice-investigadora principal da OSIRIS-REx na Universidade do Arizona, em Tucson, e presidente do conselho de selecção do local de recolha de amostras. “A nossa equipa é incrivelmente inovadora e está bastante bem integrada, e é isso que faz o processo de selecção funcionar.”

As imagens mais recentes mostram que embora exista material fino (com diâmetros inferiores a 2,5 cm), grande parte dele poderá não ser facilmente acessível. A missão foi originalmente construída para uma superfície parecida à de uma praia, com “lagoas” de material arenoso, não para o terreno acidentado de Bennu. Na realidade, os potenciais locais de amostragem não são áreas grandes e limpas, mas pequenos espaços cercados por grandes pedregulhos, de modo que a navegação da sonda para dentro e para fora dos locais exigirá um ajuste mais requintado do que o originalmente planeado.

Começando no hemisfério sul de Bennu, o local “Sandpiper” foi o primeiro sobrevoado durante a fase A de reconhecimento. “Sandpiper” é um dos locais mais “seguros” porque está localizado numa área relativamente plana, facilitando a aproximação e o afastar da nave. As imagens mais recentes mostram que está presente material granulado, mas o rególito arenoso está preso entre as rochas maiores, o que dificulta a operação do mecanismo de recolha de amostras.

O local “Osprey” foi o segundo local observado durante a fase A. Este local foi originalmente escolhido com base na sua forte assinatura espectral de material rico em carbono e devido a uma mancha escura no centro da cratera, que se pensava possivelmente ser material fino. No entanto, as imagens de alta resolução mais recentes de “Osprey” sugerem que o local contém material disperso que pode ser demasiado grande para ser ingerido pelo mecanismo de amostragem.

O local “Kingfisher” foi seleccionado porque está localizado numa pequena cratera – o que significa que pode ser uma característica relativamente jovem em comparação com as crateras maiores de Bennu (como a que contém a região “Sandpiper”). As crateras mais jovens geralmente contêm material mais fresco e minimamente alterado. Imagens de alta resolução capturadas durante o voo da fase A revelaram que embora a cratera original possa ser muito rochosa, uma cratera vizinha parece conter material fino.

A fase A de reconhecimento concluiu com a passagem pelo local “Nightingale”. As imagens mostram que a cratera contém uma boa quantidade de material fino sem obstruções. No entanto, enquanto a capacidade de amostragem do local permanece alta, Nightingale está situado bem para norte, onde as condições de iluminação criam desafios adicionais para a navegação da OSIRIS-REx. Também existe aí uma rocha do tamanho de um prédio situada na orla leste da cratera, que pode constituir um perigo para a nave quando esta se afastar após entrar em contacto com o local.

Bennu também tornou a identificação de um local que não accione os mecanismos de segurança da sonda um desafio. Durante a fase A de reconhecimento, a equipa começou a catalogar as características à superfície de Bennu para criar mapas para o sistema de navegação autónoma NFT (Natural Feature Tracking). Durante o evento de recolha de amostras, a sonda irá usar o NFT para navegar até à superfície do asteróide, comparando o catálogo de imagens a bordo com as imagens de navegação que serão capturadas durante a descida. Em resposta à superfície extremamente rochosa de Bennu, o sistema NFT foi aprimorado com um novo recurso de segurança que contém instruções para interromper a tentativa de recolha de amostras e para se afastar caso determine que o ponto de contacto está perto de uma característica potencialmente perigosa à superfície. Com rochas do tamanho de prédios e pequenos locais alvo, a equipa está ciente da possibilidade de a sonda interromper a primeira tentativa de descer para recolher amostras.

“Os desafios de Bennu são parte inerente desta missão e a equipa da OSIRIS-REx respondeu desenvolvendo medidas robustas para os superar,” disse Mike Moreau, vice-gerente do projecto OSIRIS-REx no Centro de Voo Espacial Goddard. “Se a nave espacial interromper a sua recolha de amostras, isso significa simplesmente que a equipa e a OSIRIS-REx fizeram bem o seu trabalho de garantir que possa voar outro dia. O sucesso da missão é a nossa primeira prioridade.”

Qualquer que seja o local escolhido, a equipa da missão OSIRIS-REx está pronta para quaisquer novos desafios que Bennu apresente. Na próxima primavera, a equipa realizará mais voos de reconhecimento sobre os locais de amostra primário e de reserva e começará os ensaios para o pouso da nave. A recolha de amostras está programada para o verão de 2020 e as amostras chegarão à Terra em Setembro de 2023.

Astronomia On-line
10 de Dezembro de 2019

spacenews

 

3167: Vibrações provocadas por “estrelamotos” permitem precisar a idade da Via Láctea

CIÊNCIA

(dr) STScI / NASA / ESA

Os tremores estelares registados pelo telescópio espacial Kepler, da NASA, ajudaram a responder a um antigo enigma sobre a idade do “disco espesso” da Via Láctea.

Uma equipa de cientistas, liderada por investigadores do Centro de Excelência ARC da Austrália ASTRO-3-D, usou dados da missão Kepler para calcular que a idade do “disco espesso” da Via Láctea. Segundo o artigo científico, publicado em Outubro na Royal Astronomical Society, o disco tem, aproximadamente, 10.000 milhões de anos.

“Esta descoberta elimina um mistério”, afirmou o autor principal, Sanjib Sharma, citado pelo Europa Press. “Os dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não eram concordantes com os modelos criados, mas ninguém sabia onde estava o erro: nos dados ou nos modelos. Agora, temos certeza de que descobrimos.”

Tal como várias galáxias espirais, a Via Láctea tem duas estruturas em forma de disco, conhecidas como “grossa” e “fina”. O disco espesso contém apenas 20% do total de estrelas da galáxia e, de acordo com a sua composição e inchaço vertical, acredita-se ser o mais antigo.

Para saber a diferença de idades dos discos, Sharma e o resto da equipa usaram um método conhecido como asterosismologia, uma forma de identificar as estruturas internas das estrelas medindo as oscilações dos tremores estelares.

Impressão artística dos discos da Via Láctea

“Os terremotos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem soar ou vibrar”, explica o co-autor do artigo, Dennis Stello. “As frequências produzidas revelam características das propriedades internas das estrelas, incluindo a sua idade. É como identificar um violino Stradivarius ao ouvir o som que produz.”

Esta datação permite aos cientistas olhar para trás no tempo e discernir o período da História do Universo em que a Via Láctea foi formada, uma prática conhecida como arqueologia galáctica.

As pequenas vibrações que ocorrem nas estrelas são muito pequenas, mas os cientistas defendem que devemos prestar-lhes atenção. “As excelentes medições de brilho feitas pelo telescópio Kepler eram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que seria capaz de detectar a atenuação dos faróis de um carro quando uma pulga passava por ele”, disse Sharma.

No entanto, os dados do telescópio apresentaram um problema aos astrónomos: as informações sugeriam que havia mais estrelas jovens no disco grosso do que o que os modelos previam. Afinal, eram os modelos que estavam errados ou os dados incompletos?

Em 2013, o Kepler partiu e a NASA propôs a criação da missão K2 (também chamada “Second Light”), um plano para incluir a utilização do Kepler, mesmo com deficiência, para observar muitas partes diferentes do céu durante 80 dias, de cada vez.

Os primeiros dados representaram uma nova fonte para Sharma. Uma nova análise espectroscópica revelou que a composição química incorporada nos modelos existentes para estrelas no disco grosso estava incorrecta, algo que afectou a previsão das suas idades.

Os cientistas descobriram então que os dados asterosísmicos observados recentemente estão em “excelente concordância” com as previsões do modelo. Além disso, destacam que os resultados fornecem uma forte verificação indirecta do poder analítico da asterosismologia na estimativa de idades.

ZAP //

Por ZAP
9 Dezembro, 2019

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3155: Objecto de Hoag é uma galáxia dentro de uma galáxia (que está dentro de outra galáxia)

CIÊNCIA

NASA / ESA / Hubble
Objecto de Hoag

Se observar atentamente a Constelação da Serpente poderá ver uma galáxia dentro de uma galáxia que, por sua vez, está dentro de outra galáxia.

Este grande mistério do Universo é conhecido como Objecto de Hoag. Descoberto em 1950 pelo astrónomo Arthur Hoag, este evento cósmico confundiu os cientistas durante várias décadas.

O Objecto de Hoag é uma galáxia extremamente rara, de aproximadamente 100.000 anos-luz de diâmetro, sendo ligeiramente maior do que a nossa Via Láctea. Tem forma de anel e localiza-se a cerca de 600 milhões de anos-luz do planeta Terra.

Uma imagem recente, registada pelo Telescópio Hubble da NASA e analisada pelo geofísico Benoit Blanco, mostra um anel brilhante de milhares de milhões de estrelas azuis que formam um círculo perfeito em torno de uma esfera mais pequena e mais densa de estrelas vermelhas. No espaço entre estes dois círculos estelares está outra galáxia, também em forma de anel, à espreita.

Os astrónomos ainda não sabem o que terá causado este fenómeno cósmico, uma vez que as galáxias anelares representam menos de 0,1% de todas as galáxias existentes – o que dificulta o estudo.

O próprio Hoag sugeriu que a formação destes anéis era apenas uma ilusão de óptica causada por lentes gravitacionais, um efeito que ocorre quando objectos de massa extremamente alta dobram e ampliam a luz. No entanto, estudos posteriores refutaram esta ideia.

Outra hipótese sugere que o Objecto de Hoag já foi uma galáxia em forma de disco, mas uma colisão com uma galáxia vizinha abriu um buraco na “barriga” do disco, distorcendo permanentemente a sua força gravitacional. Contudo, se essa colisão aconteceu nos últimos três mil milhões de anos, os astrónomos deveriam ter conseguido observar as consequência deste acidente – e nenhuma evidência foi encontrada.

Se houve uma queda cósmica no centro desta galáxia, provavelmente terá sido há muito tempo, fazendo com que qualquer prova desaparecesse e tornasse o Objecto de Hoag um dos grandes mistérios do Universo.

ZAP //

Por ZAP
7 Dezembro, 2019

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3154: NASA gravou acidentalmente a explosão de um cometa a aproximar-se do Sol

CIÊNCIA

Rolando Ligustri / phys.org

Astrónomos usaram dados do telescópio espacial TESS para estudar a explosão de um cometa durante a sua aproximação ao Sol.

A investigação resultou num artigo publicado em Novembro na revista científica Astrophysical Journal Letters. Foi a primeira vez que a humanidade conseguiu imagens tão claras de um evento deste género.

O cometa em questão é o 46P/Wirtanen, que teve o ponto de maior aproximação com a Terra em 16 de Dezembro do ano passado. A explosão de gás e poeira captada pelo TESS, entretanto, começou em 26 de Setembro, dissipando-se durante os 20 dias seguintes.

A explosão começou com um brilho forte e aconteceu em duas fases. O primeiro episódio durou cerca de uma hora e foi seguido por outro mais gradual, que foi aumentando a intensidade durante 8 horas. Os investigadores acreditam que a segunda fase pode ter ocorrido pelo espalhamento gradual da poeira, que aumentou a intensidade do brilho.

NASA @NASA

Boom: the most detailed observation of the formation & dissipation of a naturally-occurring comet outburst. @UofMaryland astronomers used @NASA_TESS data to capture a clear start-to-finish image sequence of the explosive emission of dust, ice & gases. https://go.nasa.gov/2RoOb95 

Após a explosão, de acordo com o CanalTech, o 46P/Wirtanen ficou praticamente indetectável durante duas semanas. Imagens do TESS são captadas a cada 30 minutos, o que permitiu aos astrónomos analisar cada fase da explosão com bastante detalhe.

“Com imagens frequentes num período de 20 dias, pudemos avaliar as mudanças de brilho com muita facilidade”, explicou Tony Farnham, autor principal do estudo, em comunicado. “Não conseguimos prever quando um cometa vai explodir. Mas mesmo que, de alguma forma, pudéssemos agendar essas observações, não poderíamos ter acertado melhor no tempo. A explosão aconteceu poucos dias depois de as observações começarem”.

Os cometas viajam pelo Sistema Solar geralmente acompanhados de um pouco de evaporação do gelo no seu núcleo. Conforme se aproximam do Sol, os gases aumentam, formando uma atmosfera difusa chamada “coma”. Essa actividade pode ser intensificada pela explosão espontânea de uma área da superfície.

Ainda não se sabe o que pode causar estas explosões, mas as imagens do TESS são o primeiro passo para compreendermos estes eventos, que até são comuns. Sabe-se que está relacionado com a actividade na superfície do cometa, mas o gatilho que faz com que uma gigantesca nuvem de gás e poeira se espalhe rapidamente é desconhecido.

De acordo com cálculos estimados dos cientistas, o cometa 46P/Wirtanen soltou cerca de um milhão de quilogramas de massa durante a explosão, o que pode ter criado uma cratera de aproximadamente 20 metros de diâmetro na sua superfície.

O Cometa 46P/Wirtanen foi descoberto em Janeiro de 1948 pelo astrónomo norte-americano Carl Wirtanen, e é um dos poucos cometas que são, às vezes, visíveis a olho nu – fica tão brilhante como uma estrela fraca.

ZAP //

Por ZAP
7 Dezembro, 2019

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3152: Parker Solar Probe lança nova luz sobre o Sol

CIÊNCIA

Impressão de artista da Parker Solar Probe.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins

Em Agosto de 2018, a Parker Solar Probe da NASA foi lançada para o espaço, tornando-se pouco tempo depois a sonda mais próxima do Sol. Com instrumentos científicos de ponta para medir o ambiente em torno de si própria, a Parker Solar Probe completou três das 24 passagens planeadas por partes nunca antes exploradas da atmosfera do Sol, a coroa. No dia 4 de Dezembro de 2019, quatro novos artigos científicos publicados na Nature descrevem o que os cientistas aprenderam com esta exploração sem precedentes da nossa estrela – e o que esperam aprender a seguir.

Estas descobertas revelam novas informações sobre o comportamento do material e das partículas que se afastam do Sol, aproximando os cientistas de responder a perguntas fundamentais sobre a física da nossa estrela. Na busca para proteger os astronautas e a tecnologia no espaço, as informações que a Parker Solar Probe descobriu sobre como o Sol ejecta constantemente material e energia vão ajudar a reescrever os modelos que usamos para entender e prever o clima espacial em redor do planeta e para entender o processo pelo qual as estrelas se formam e evoluem.

“Estes primeiros dados da Parker revelam a nossa estrela, o Sol, de maneiras novas e surpreendentes,” disse Thomas Zurbuchen, administrador associado para ciência na sede da NASA em Washington. “A observação do Sol de perto, e não a uma distância muito maior, está a dar-nos uma visão sem precedentes de fenómenos solares importantes e de como nos afectam na Terra, além de fornecer novas ideias relevantes para a compreensão das estrelas activas nas galáxias. É apenas o começo de um momento incrivelmente emocionante para a heliofísica com a Parker na vanguarda de novas descobertas.”

Embora possa parecer plácido para nós aqui na Terra, o Sol é tudo menos quieto. A nossa estrela é magneticamente activa, libertando poderosas explosões de luz, dilúvios de partículas que se movem perto da velocidade da luz e nuvens com milhares de milhões de toneladas de material magnetizado. Toda esta actividade afecta o nosso planeta, injectando partículas prejudiciais no espaço onde os nossos satélites e astronautas voam, interrompendo as comunicações e sinais de navegação, e mesmo – quando intensos – levando a falhas na energia eléctrica. Tem vindo a acontecer ao longo da vida útil de 5 mil milhões de anos do Sol e assim continuará a moldar os destinos da Terra e dos outros planetas no nosso Sistema Solar futuro.

“O Sol tem fascinado a humanidade durante toda a nossa existência,” disse Nour E. Raouafi, cientista do projecto Parker Solar Probe do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland, que construiu e gere a missão da NASA. “Aprendemos muito sobre a nossa estrela ao longo das últimas décadas, mas realmente precisávamos de uma missão como a Parker Solar Probe para entrar na atmosfera do Sol. É só aí que podemos realmente aprender os detalhes destes processos solares complexos. E o que aprendemos apenas nestas três órbitas solares mudou muito do que sabemos sobre o Sol.”

O que acontece no Sol é fundamental para entender como molda o espaço em nosso redor. A maior parte do material que escapa do Sol faz parte do vento solar, um fluxo contínuo de material solar que banha todo o Sistema Solar. Este gás ionizado, chamado plasma, carrega consigo o campo magnético do Sol, estendendo-o através do Sistema Solar numa bolha gigante que abrange mais de 16 mil milhões de quilómetros.

O dinâmico vento solar

Observado perto da Terra, o vento solar é um fluxo relativamente uniforme de plasma, com ocasionais quedas turbulentas. Mas, a essa altura, este já percorreu quase 150 milhões de quilómetros – e as assinaturas dos mecanismos exactos do Sol para aquecer e acelerar o vento solar são apagadas. Mais perto da fonte do vento solar, a Parker Solar Probe viu uma imagem muito diferente: um sistema activo e complicado.

“A complexidade era alucinante quando começámos a analisar os dados,” disse Stuart Bale, da Universidade da Califórnia em Berkeley, líder do conjunto de instrumentos FIELDS da Parker Solar Probe, que estuda a escala e a forma dos campos eléctricos e magnéticos. “Agora, já me habituei. Mas quando os mostro a colegas pela primeira vez, ficam impressionados.” Do ponto de vista da Parker, a 24 milhões de quilómetros do Sol, explicou Bale, o vento solar é muito mais impulsivo e instável do que vemos perto da Terra.

Como o próprio Sol, o vento solar é composto por plasma, onde electrões com carga negativa se separam de iões com carga positiva, criando um mar de partículas flutuantes com carga eléctrica individual. Estas partículas flutuantes significam que o plasma carrega campos eléctricos e magnéticos, e as mudanças no plasma geralmente deixam marcas nesses campos. Os instrumentos FIELDS estudaram o estado do vento solar medindo e analisando cuidadosamente como os campos eléctricos e magnéticos em redor da nave mudavam ao longo do tempo, juntamente com a medição de ondas no plasma próximo.

Estas medições mostraram reversões rápidas no campo magnético e jactos velozes e repentinos de material – todas características que tornam o vento solar mais turbulento. Estes detalhes são essenciais para entender como o vento dispersa a energia à medida que flui para longe do Sol e por todo o Sistema Solar.

Um tipo de evento em particular chamou a atenção das equipas científicas: oscilações na direcção do campo magnético, que flui do Sol, embebido no vento solar. Estas reversões duram entre alguns segundos a vários minutos enquanto fluem pela Parker Solar Probe. Durante uma reversão, o campo magnético volta-se sob si próprio até que aponta quase directamente de volta ao Sol. Juntos, o FIELDS e o SWEAP, o conjunto de instrumentos de vento solar liderado pela Universidade de Michigan e gerido pelo Observatório Astrofísico do Smithsonian, mediu grupos de reversões nos dois primeiros “flybys” da Parker Solar Probe.

“As ondas já são vistas no vento solar desde o início da era espacial, e assumimos que eram mais fortes mais perto do Sol, mas não esperávamos vê-las organizando-se nestes picos estruturados e coerentes de velocidade,” disse Justin Kasper, investigador principal do SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) da Universidade de Michigan em Ann Arbor. “Estamos a detectar remanescentes de estruturas do Sol sendo lançadas para o espaço e a alterar violentamente a organização dos fluxos e o campo magnético. Isto mudará dramaticamente as nossas teorias de como a coroa e o vento solar estão a ser aquecidos.”

A fonte exacta das reversões ainda não é conhecida, mas as medições da Parker Solar Probe permitiram que os cientistas reduzissem as possibilidades.

Entre as muitas partículas que perpetuamente fluem do Sol, há um feixe constante de electrões em movimento rápido, que percorrem as linhas do campo magnético do Sol para o Sistema Solar. Estes electrões fluem sempre estritamente ao longo da forma das linhas de campo que se deslocam do Sol, independentemente do pólo norte do campo magnético nessa região específica estar apontando na direcção do Sol ou na direcção oposta. Mas a Parker Solar Probe mediu este fluxo de electrões indo na direcção contrária, voltando para o Sol – mostrando que o próprio campo magnético deve estar a curvar-se em direcção ao Sol, em vez da Parker Solar Probe encontrar apenas uma linha diferente de campo magnético do Sol que aponta na direcção oposta. Isto sugere que as reversões são dobras no campo magnético – distúrbios localizados viajando para longe do Sol, em vez de uma mudança no campo magnético à medida que emerge do Sol.

As observações das reversões pela Parker Solar Probe sugerem que estes eventos se tornarão ainda mais comuns à medida que a sonda se aproxima do Sol. O próximo encontro solar da missão, no dia 29 de Janeiro de 2020, levará a sonda mais perto do Sol do que nunca, e poderá lançar uma nova luz sobre este processo. Estas informações não só ajudam a mudar a nossa compreensão do que provoca o vento solar e o clima espacial em nosso redor, como também nos ajudam a entender um processo fundamental de como as estrelas funcionam e de como libertam energia para o seu ambiente.

A rotação do vento solar

Algumas das medições da Parker Solar Probe estão a aproximar os cientistas de respostas a perguntas com décadas. Uma dessas perguntas é como, exactamente, o vento solar flui do Sol.

Perto da Terra, vemos o vento solar fluir quase radialmente – o que significa que está a sair directamente do Sol em todas as direcções. Mas o Sol gira enquanto liberta o vento solar; antes de se libertar, o vento solar gira com ele. É um pouco como uma criança num carrossel – a atmosfera gira com o Sol da mesma forma que a parte externa do carrossel gira, mas quanto mais longe estamos do centro, mais depressa nos movemos no espaço. Uma criança na extremidade do carrossel pode saltar e, nesse ponto mover-se em linha recta para fora, em vez de continuar a girar. De maneira semelhante, há um determinado ponto entre o Sol e a Terra em que o vento solar transita de girar juntamente com o Sol para fluir directamente para fora, ou radialmente, como vemos na Terra.

Exactamente onde o vento solar transita de um fluxo giratório para um fluxo perfeitamente radial tem implicações na maneira como o Sol liberta energia. Encontrar esse ponto pode ajudar-nos a entender melhor o ciclo de vida de outras estrelas ou a formação de discos proto-planetários, os discos densos de gás e poeira em torno de estrelas jovens que eventualmente coalescem em planetas.

Agora, pela primeira vez – ao invés de apenas ver o fluxo directo que observamos perto da Terra – a Parker Solar Probe foi capaz de observar o vento solar enquanto ainda estava em rotação. É como se a Parker Solar Probe visse o carrossel rodopiante directamente pela primeira vez, não apenas as crianças que saltam dele. O instrumento de vento solar da Parker Solar Probe detectou a rotação a começar a mais de 32 milhões de quilómetros do Sol e, à medida que a Parker se aproximava do seu ponto de periélio, a velocidade da rotação aumentava. A força da circulação era mais forte do que muitos cientistas previram, mas também transitou para um fluxo externo mais rapidamente do que o previsto, que é o que ajuda a mascarar estes efeitos onde geralmente estamos, a cerca de 150 milhões de quilómetros do Sol.

“O grande fluxo rotacional do vento solar visto durante os primeiros encontros foi uma verdadeira surpresa,” disse Kasper. “Enquanto esperávamos ver o movimento giratório mais perto do Sol, as altas velocidades que estamos a ver nestes primeiros encontros são quase dez vezes maiores do que o previsto pelos modelos padrão.”

Poeira perto do Sol

Outra questão que estamos perto de obter resposta é a elusiva zona livre de poeira. O nosso Sistema Solar está inundado de poeira – as migalhas cósmicas de colisões que formaram planetas, asteróides, cometas e outros corpos celestes há milhares de milhões de anos atrás. Os cientistas suspeitam há muito que, perto do Sol, esta poeira seria aquecida a altas temperaturas pela poderosa luz solar, transformando-se em gás e criando uma região livre de poeira em torno do Sol. Mas nunca ninguém a tinha observado.

Pela primeira vez, a Parker Solar Probe viu a poeira cósmica a começar a diminuir. Dado que o WISPR – o instrumento de imagem da Parker Solar Probe, liderado pelo Laboratório Naval de Investigação dos EUA – olha para o lado da sonda, pode ver grandes faixas da coroa e do vento solar, incluindo regiões mais próximas do Sol. Estas imagens mostram que a poeira começa a diminuir a pouco mais de 11 milhões de quilómetros do Sol, e esta diminuição na poeira continua de modo constante até aos limites actuais das medições do WISPR, a pouco mais de 6 milhões de quilómetros do Sol.

“Esta zona livre de poeira foi prevista há décadas atrás, mas nunca tinha sido vista antes,” disse Russ Howard, investigador principal do conjunto de instrumentos WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) no Laboratório Naval de Investigação em Washington, DC. “Estamos agora a ver o que está a acontecer com a poeira perto do Sol.”

Ao ritmo desta diminuição, os cientistas esperam ver uma zona verdadeiramente livre de poeira a pouco mais de 3,2-4,8 milhões de quilómetros do Sol – o que significa que a Parker Solar Probe poderá observar a zona livre de poeira já no início do próximo ano, quando o seu sexto “flyby” pelo Sol a levar mais perto do Sol do que nunca.

Colocando o clima espacial sob um microscópio

As medições da Parker Solar Probe deram-nos uma nova perspectiva sobre dois tipos de eventos climáticos espaciais: tempestades de partículas energéticas e ejecções de massa coronal.

Pequenas partículas – electrões e iões – são aceleradas pela atividade solar, criando tempestades de partículas energéticas. Os eventos no Sol podem ejetar estas partículas quase à velocidade da luz, o que significa que atingem a Terra em menos de meia-hora e podem afectar outros mundos em escalas de tempo igualmente curtas. Estas partículas carregam muita energia, de modo que podem danificar componentes electrónicos nas naves espaciais e até mesmo colocar em risco os astronautas, especialmente aqueles no espaço profundo, fora da protecção do campo magnético da Terra – e o curto tempo de aviso para tais partículas dificulta a sua prevenção.

É crucial entender exactamente como estas partículas são aceleradas a velocidades tão altas. Mas mesmo que alcancem a Terra em apenas alguns minutos, ainda é tempo suficiente para que as partículas percam as assinaturas dos processos que as aceleram em primeiro lugar. Ao orbitar o Sol a apenas alguns milhões de quilómetros, a Parker Solar Probe pode medir essas partículas logo após deixarem o Sol, lançando nova luz sobre como são libertadas.

Os instrumentos ISʘIS da Parker Solar Probe, liderados pela Universidade de Princeton, já mediram vários eventos de partículas energéticas nunca antes vistos – eventos tão pequenos que todos os seus vestígios são perdidos antes de chegarem à Terra ou a qualquer um dos satélites próximos da Terra. Estes instrumentos também mediram um tipo raro de explosão de partículas com um número particularmente elevado de elementos mais pesados – sugerindo que ambos os tipos de eventos podem ser mais comuns do que os cientistas pensavam anteriormente.

“É incrível – mesmo em condições do mínimo solar, o Sol produz muitos mais eventos minúsculos de partículas energéticas do que jamais imaginámos,” disse David McComas, investigador principal do ISʘIS (Integrated Science Investigation of the Sun), da Universidade de Princeton em Nova Jersey. “Estas medições vão ajudar-nos a desvendar as fontes, a aceleração e o transporte de partículas energéticas solares e, finalmente, protegerão melhor os satélites e os astronautas no futuro.”

Os dados dos instrumentos WISPR também forneceram detalhes sem precedentes sobre as estruturas da coroa e do vento solar – incluindo ejecções de massa coronal, nuvens com milhares de milhões de toneladas de material solar que o Sol envia para o Sistema Solar. As EMCs podem desencadear uma série de efeitos na Terra e noutros mundos, desde o aparecimento de auroras até à indução de correntes eléctricas que podem danificar redes de energia e oleodutos. A perspectiva única do WISPR, olhando os eventos que se afastam do Sol de lado, já recolheu novas informações sobre a variedade de eventos que a nossa estrela pode despoletar.

“Dado que a Parker Solar Probe estava a igualar a rotação do Sol, pudemos observar o fluxo de material durante dias e ver a evolução das estruturas,” disse Howard. “As observações perto da Terra fizeram-nos pensar que estruturas finas na coroa se transformam num fluxo suave e estamos a descobrir que isso não é verdade. Isto vai ajudar-nos a melhor modelar como os eventos viajam entre o Sol e a Terra.”

À medida que a Parker Solar Probe continua a sua viagem, fará mais 21 grandes aproximações ao Sol a distâncias cada vez menores, culminando em três órbitas a uns meros 6,16 milhões de quilómetros da superfície solar.

“O Sol é a única estrela que podemos examinar tão de perto,” disse Nicola Fox, director da Divisão de Heliofísica na sede da NASA. “Obter dados na fonte já está a revolucionar o nosso entendimento da nossa própria estrela e das estrelas por todo o Universo. A nossa pequena nave espacial está a enfrentar condições brutais para transmitir para casa revelações surpreendentes e emocionantes.”

Os dados dos dois primeiros encontros solares da Parker Solar Probe estão disponíveis ao público via online.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

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3151: Vibrações estelares levam a nova estimativa da idade da Via Láctea

CIÊNCIA

Impressão de artista da Via Láctea, mostrando o disco espesso e o disco fino.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt/SSC

Os sismos estelares registados pelo telescópio espacial Kepler da NASA ajudaram a responder a uma pergunta de longa data sobre a idade do “disco espesso” da Via Láctea.

Num artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma equipa de 38 cientistas liderada por investigadores do Centro de Excelência ARC para ASTRO-3D (All Sky Astrophysics in Three Dimensions) da Austrália usou dados da sonda agora extinta para calcular que o disco tem cerca de 10 mil milhões de anos.

“Esta descoberta esclarece um mistério,” diz o autor principal, Dr. Sanjib Sharma do ASTRO-3D e da Universidade de Sydney na Austrália.

“Os dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não concordavam com os modelos construídos para a descrever, mas ninguém sabia onde estava o erro – nos dados ou nos modelos. Agora temos certeza de que o encontrámos.”

A Via Láctea – como muitas outras galáxias espirais – consiste de duas estruturas semelhantes a discos, de nome “espessa” e “fina”. O disco espesso contém apenas cerca de 20% do total de estrelas da Galáxia e, com base na sua composição e espessura vertical, é considerado o componente mais antigo do par.

Para descobrir quão mais velho, o Dr. Sharma e colegas usaram um método conhecido como astero-sismologia – uma maneira de identificar as estruturas internas das estrelas medindo as suas oscilações a partir de sismos estelares.

“Os sismos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem vibrar,” explica o co-autor Dennis Stello, professor associado do ASTRO-3D e da Universidade de Nova Gales do Sul.

“As frequências produzidas dizem-nos coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo a sua idade. É um pouco como identificar um violino Stradivarius ouvindo o som que produz.”

Esta datação permite que os investigadores essencialmente olhem para trás no tempo e discernem o período na história do Universo em que a Via Láctea se formou; uma prática conhecida como arqueologia galáctica.

Não que os cientistas realmente ouçam o som gerado pelos sismos estelares. Ao invés, procuram como o movimento interno é reflectido nas mudanças de brilho.

“As estrelas são apenas instrumentos esféricos cheios de gás,” diz Sharma, “mas as suas vibrações são minúsculas, por isso temos que observar com muito cuidado.”

“As excelentes medições de brilho feitas pelo Kepler foram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que seria capaz de detectar o escurecimento do farol de um carro provocado pela passagem de uma pulga.”

Os dados transmitidos pelo telescópio durante os quatro anos após o lançamento em 2009 apresentaram um problema para os astrónomos. As informações sugeriram que havia mais estrelas mais jovens no disco espesso do que os modelos previram.

A pergunta que os cientistas enfrentavam era clara: os modelos estavam errados ou os dados estavam incompletos?

No entanto, em 2013 o Kepler avariou e a NASA reprogramou-o para continuar a trabalhar numa capacidade reduzida – um período que ficou conhecido como missão K2. O projecto envolveu a observação de muitas partes diferentes do céu durante 80 dias de cada vez.

A primeira parcela destes dados representou uma nova fonte rica para Sharma e colegas da Universidade Macquarie, da Universidade Nacional Australiana, da Universidade de Nova Gales do Sul e da Universidade da Austrália Ocidental. À sua análise juntaram-se outras instituições dos EUA, Alemanha, Áustria, Itália, Dinamarca, Eslovénia e Suécia.

Uma análise espectroscópica recente revelou que a composição química incorporada nos modelos existentes para estrelas no disco espesso estava errada, o que afectou a previsão das suas idades. Levando isto em conta, os investigadores descobriram que os dados astero-sísmicos observados caíam agora em “excelente concordância” com as previsões dos modelos.

O professor Stello diz que os resultados fornecem uma forte verificação indirecta do poder analítico da astero-sismologia para estimar idades.

Ele acrescentou que dados adicionais ainda a serem analisados da missão K2, combinados com novas informações recolhidas pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, resultarão em estimativas precisas para as idades de ainda mais estrelas no disco e que isto ajudará a desvendar a história da formação da Via Láctea.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

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3149: Asteróide passará esta sexta-feira pela Terra a 27.000 km/hora

CIÊNCIA

Um asteróide de grandes dimensões passará pela Terra, atingindo o seu ponto mais próximo do nosso planeta esta sexta-feira, dia 6 de Dezembro. O corpo celeste, importa frisar, não representa qualquer perigo para o Homem.

Trata-se do asteróide WR3 2019, que mede entre 73 e 160 metros de diâmetro, de acordo com as estimativas da agência espacial norte-americana (NASA). A título de comparação, a Grande Pirâmide de Gizé, no Egipto, tem 139 metros de altura.

A NASA estima que o corpo viaje a cerca de 27.036 quilómetros por hora.

O WR3 2019 estará no seu maior ponto de aproximação a 5,4 milhões de quilómetros da Terra, o que representa, aproximadamente, 14 vezes a distância entre o nosso planeta e a Lua. Por este mesmo motivo, o corpo rochoso não apresenta qualquer perigo para a Terra.

O WR3 2019 pertence ao grupo de asteróides Apolo, cuja órbita em torno da Terra é muito ampla. Ocasionalmente, a órbita dos corpos deste grupo cruza-se com a da Terra.

Apesar de ser muito pouco provável que um asteróide venha a colidir com a Terra nos próximos anos – a probabilidade é de 1 em 300.000, segundo a NASA -, as agências espaciais têm reunido esforços para melhorar os programas destinados para o acompanhamento e desvio destes corpos em rota de colisão com a Terra.

ZAP //

Por ZAP
5 Dezembro, 2019

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3147: Duas bonecas da NASA vão voar em redor da Lua para serem atingidas por radiação

CIÊNCIA

HubertRoberts / Wikimedia
Duas pessoas humanas a usar o sistema de proteção AstroRad

Em 2020, quando a NASA lançar a nave Orion como parte da missão Artemis I – a primeira de uma série de missões que levarão a primeira mulher e o próximo homem a pousar na Lua, – dois manequins femininos estarão a bordo.

Os manequins, chamados Helga e Zohar, viajarão uma distância maior do que qualquer humano já percorreu numa nave espacial. Os dois manequins estarão sentados nos assentos dos passageiros, para serem atingidos por radiação durante a viagem, a fim de medir a eficácia dos novos fatos projectados para proteger órgãos e tecidos mais sensíveis à radiação, como por exemplo, o peito, estômago, intestinos, pulmões, medula óssea e ovários.

De acordo com a Agência Espacial Europeia, os manequins são compostos por 38 fatias de plástico equivalente ao tecido, simuladas para replicar a densidade variável de tecidos, ossos e órgãos nos torsos femininos adultos. Além disso, serão equipados com 5.600 sensores para medir a quantidade de radiação que os astronautas enfrentarão em futuras missões.

Desenvolvido pela empresa israelita e americana StemRad, os coletes AstroRad, de acordo com testes realizados na Terra, deverão fornecer protecção aos astronautas, em conjunto com o abrigo contra tempestades do módulo da tripulação Orion, onde os astronautas se protegerão se acontecer algum evento de radiação.

Se o teste for bem-sucedido, isso significaria que os astronautas poderiam realizar actividades importantes mesmo durante uma tempestade de protões, de acordo com a StemRad.

Os fatos, que são feitos para o torso feminino, – mas que podem ser ajustados para corpos masculinos – usam blocos de polietileno que já são usados ​​para proteger os dormitórios dos astronautas na Estação Espacial Internacional, segundo o Space.

Durante a missão, Zohar será a boneca sortuda que usará o traje, enquanto Helga enfrentará todos os efeitos dos raios cósmicos galácticos e das partículas solares emitidas pelo Sol durante as explosões solares.

“A blindagem em si do AstroRad é composta por um polímero com uma alta abundância de hidrogénio, o que é vantajoso para a protecção contra a radiação espacial, pois minimiza a geração de radiação secundária”, de acordo com a StemRad. “Elementos de blindagem sólidos individuais são organizados numa arquitectura semelhante a uma balança para permitir um movimento desinibido e confortável dos astronautas enquanto usam o AstroRad.”

Atualmente, a StemRad está a explorar o uso de materiais plásticos reciclados gerados a bordo das naves espaciais do futuro para uso nos elementos de blindagem, o que reduziria drasticamente a massa de carga útil associada ao equipamento.

ZAP //

Por ZAP
6 Dezembro, 2019

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3144: Sonda espacial revela dados da atmosfera do Sol. Nunca se tinha chegado lá

CIÊNCIA

NASA divulgou os primeiros resultados da viagem da sonda Parker, a primeira a entrar na atmosfera solar por onde irá passar mais vezes nos próximos seis anos.

Sonda Parker estará no espaço mais seis anos
© NASA

Nunca uma sonda espacial tinha chegado tão perto da atmosfera solar como fez a Parker, uma sonda da NASA que procura recolher dados sobre o Sol. Lançada em Agosto de 2018, a sonda tem uma viagem prevista de sete anos e os investigadores que tratam os dados recolhidos revelaram esta quarta-feira os primeiros resultados obtidos pela Parker.

A primeira amostra de dados oferece pistas sobre mistérios de longa data, incluindo o motivo que leva a atmosfera do sol, conhecida como coroa, a ser centenas de vezes mais quente do que a sua superfície, bem como as origens exactas do vento solar.

“O obtivemos até agora é espectacular”, disse o professor Stuart Bale, físico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, que liderou a análise. “Podemos ver a estrutura magnética da coroa, que nos diz que o vento solar emerge de pequenos orifícios. Vemos também actividade impulsiva, jactos que acreditamos estarem relacionados com a origem do vento solar.”

Nos próximos seis anos, a sonda do tamanho de um carro seguirá uma órbita cada vez mais próxima do Sol e chegará a estar tão perto que tecnicamente “tocará” o sol. A Parker consegue resistir, através de um escudo térmico, a temperaturas até 1400 graus e, na sua missão de sete anos, conta atravessar a atmosfera solar 24 vezes, a uma distância de 6,2 milhões de quilómetros da superfície do Sol.

Até agora, os cientistas observavam que o vento do sol parecia ter dois elementos principais: um “rápido” que percorre cerca de 700 km por segundo (e provém de buracos gigantes na região polar do sol) e um vento “lento”, que percorre menos de 500 km por segundo, cuja origem era desconhecida. A sonda Parker analisou o vento “lento” em volta de pequenos orifícios coronais espalhados pelo equador solar – estruturas solares que não tinham sido observadas anteriormente.

As observações também apontam para uma explicação sobre a razão de a coroa ser incrivelmente quente. “A coroa atinge um milhão de graus, mas a superfície do sol é de apenas milhares”, disse o professor Tim Horbury , co-investigador do Parker Solar Probe Fields no Imperial College de Londres. “É como se a temperatura da superfície da Terra fosse a mesma, mas a atmosfera atingisse muitos milhares de graus”, disse, citado pelo The Guardian. As recolhas da sonda Parker revelaram que as partículas do vento solar parecem ser libertadas em jactos explosivos, em vez de serem irradiadas em fluxo constante. “É bang, bang, bang”, resumiu Tim Horbury.

A sonda deve o nome a Eugene Parker que em 1958 foi o primeiro a descobrir a existência do vento solar. Na altura, os colegas cientistas desprezaram a sua teoria de que o vento solar podia forçar o plasma e outras partículas do Sol, lançando-as para a atmosfera e afectando a Terra. Mas as missões espaciais vieram dar-lhe razão. E passados 60 anos, a NASA enviou até ao Sol a sonda com o seu nome.

Diário de Notícias

DN
04 Dezembro 2019 — 22:29

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3142: NASA vai criar um “hotel” para robôs no espaço

CIÊNCIA

NASA’s Marshall Space Flight Center / Flickr

A National Aeronautics and Space Administration (NASA) vai enviar um “hotel de robôs” para a Estação Espacial Internacional, o que poderá acontecer já na próxima missão de reabastecimento, com o lançamento do foguetão Falcon 9 da SpaceX, esta quarta-feira à tarde.

Segundo informou o Tech Crunch, o “hotel-robô” é formalmente conhecido como “Robotic Tool Stowage” (ou RiTS). Trata-se de um espaço de estacionamento para robôs que não estão em uso, protegendo-os de potenciais perigos apresentados no espaço, incluindo a exposição à radiação ou serem atingidos por meteoros ou detritos.

Os primeiros convidados serão dois robôs Robotic External Leak Locators (RELL), responsáveis por encontrar falahas na parte externa da Estação Espacial Internacional.

No passado, estes robôs eram armazenados dentro da estação quando não estavam em uso, mas, como referiu o Tech Crunch, esse “espaço é muito valioso”, ficando assim disponível para guardar outros equipamentos e para ser utilizado pelos astronautas.

Além disso, os robôs precisam ser calibrados antes de serem enviados para realizar o seu trabalho, um processo que leva 12 horas. Como o novo ambiente de armazenamento já será externo, será mais fácil e rápido recuperá-los e configurá-los, indicou o Tech Crunch.

ZAP //

Por ZAP
4 Dezembro, 2019

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3134: Tempestades globais em Marte lançam torres de poeira para o céu

CIÊNCIA

Animações lado a lado de como a tempestade global de poeira de 2018 envolveu o Planeta Vermelho, cortesia da câmara MARCI (Mars Color Imager) a bordo da sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA. Esta tempestade global de poeira fez com que o rover Opportunity perdesse contacto com a Terra.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

As tempestades de poeira são comuns em Marte. Mas, mais ou menos a cada década, acontece algo imprevisível: ocorrem uma série de tempestades descontroladas, cobrindo todo o planeta numa névoa empoeirada.

No ano passado, uma frota de naves espaciais da NASA teve uma visão detalhada do ciclo de vida da tempestade global de poeira de 2018 que encerrou a missão do rover Opportunity. E enquanto os cientistas ainda estão a analisar os dados, dois artigos científicos publicados recentemente lançam uma nova luz sobre um fenómeno observado dentro da tempestade: torres de poeira, ou nuvens de poeira concentrada que aquecem à luz do Sol e se elevam no ar. Os cientistas pensam que o vapor de água preso a poeira pode estar a elevar-se com ela para o espaço, onde a radiação solar quebra as suas moléculas. Isto pode ajudar a explicar como a água de Marte desapareceu ao longo de milhares de milhões de anos.

As torres de poeira são nuvens massivas, rodopiantes e mais densas que sobem muito mais alto do que a poeira de fundo normal na fina atmosfera marciana. Embora também ocorram em condições normais, as torres parecem formar-se em maior número durante tempestades globais.

Uma torre começa à superfície do planeta como uma área de poeira relativamente elevada com algumas dezenas de quilómetros de largura. Quando uma torre atinge uma altura de 80 quilómetros, como observado na tempestade global de poeira de 2018, pode ter várias centenas de quilómetros de largura. À medida que a torre decai, pode formar uma camada de poeira 56 quilómetros acima da superfície com milhares de quilómetros de comprimento.

As descobertas mais recentes sobre as torres de poeira surgem da sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA, liderada pelo JPL em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. Embora as tempestades de poeira globais cubram a superfície do planeta, a MRO pode usar o seu instrumento MCS (Mars Climate Sounder) com detecção de calor para espiar através da neblina. O instrumento foi construído especificamente para medir os níveis de poeira. Os seus dados, juntamente com imagens de uma câmara a bordo do orbitador chamada MARCI (Mars Context Imager), permitiram aos cientistas detectar inúmeras torres “inchadas” de poeira.

Como é que Marte perdeu a sua água?

As torres de poeira aparecem durante todo o ano marciano, mas a MRO observou algo diferente durante a tempestade de poeira global de 2018. “Normalmente, a poeira cai num dia ou mais,” disse o autor principal do artigo, Nicholas Heavens da Universidade Hampton, no estado norte-americano da Virgínia. “Mas durante uma tempestade global, as torres de poeira são renovadas continuamente durante semanas.” Em alguns casos foram vistas várias torres durante três semanas e meia.

O ritmo da actividade da poeira surpreendeu Heavens e outros cientistas. Mas especialmente intrigante é a possibilidade de as torres de poeira agirem como “elevadores espaciais” para outros materiais, transportando-os pela atmosfera. Quando a poeira transportada pelo ar aquece, cria correntes de ar que transportam gases, incluindo a pequena quantidade de vapor de água às vezes vista como nuvens finas em Marte.

Um artigo anterior liderado por Heavens mostrou que, durante uma tempestade global de poeira em 2007, as moléculas de água foram lançadas para a atmosfera superior onde a radiação solar pode decompo-las em partículas que escapam para o espaço. Isto pode ser uma pista de como o Planeta Vermelho perdeu os seus lagos e rios ao longo de milhares de milhões de anos, tornando-se no deserto gelado que é hoje.

Os cientistas não sabem dizer com certeza o que provoca as tempestades globais de poeira; estudaram menos de uma dúzia até agora.

“As tempestades globais de poeira são realmente invulgares,” disse o cientista do instrumento MCS, David Kass, no JPL. “Não temos realmente nada parecido com isto na Terra, onde o clima do planeta inteiro muda durante vários meses.”

Com tempo e mais dados, a equipa da MRO espera entender melhor as torres de poeira criadas nas tempestades globais e que papel podem desempenhar na remoção de água da atmosfera do Planeta Vermelho.

Astronomia On-line
3 de Dezembro de 2019

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Buraco negro “alimenta” bebés estelares a um milhão de anos-luz

CIÊNCIA

Esta imagem contém um buraco negro que está a despoletar formação estelar à maior distância alguma vez vista. À medida que o gás gira em torno do buraco negro, emite grandes quantidades de raios-X que o Chandra detecta. O buraco negro é também a fonte de emissão de ondas de rádio de um jacto de partículas altamente energéticas – anteriormente detectadas pelos cientistas com o VLA – que alcança um milhão de anos-luz. Os astrónomos descobriram que este buraco negro e o jacto são responsáveis por aumentar o ritmo de formação estelar em galáxias recém-descobertas.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/INAF/R. Gilli et al.; rádio – NRAO/VLA; ótico – NASA/STScI

Os buracos negros são famosos por rasgar objectos astronómicos, incluindo estrelas. Mas agora, os astrónomos descobriram um buraco negro que pode ter provocado os nascimentos de estrelas a uma distância incompreensível e através de várias galáxias.

Se confirmada, esta descoberta, feita com o Observatório de raios-X Chandra da NASA e outros telescópios, representaria o maior alcance já visto para um buraco negro que age como “gatilho” estelar. O buraco negro parece ter melhorado a formação estelar a mais de um milhão de anos-luz de distância.

“Esta é a primeira vez que vimos um único buraco negro aumentar o nascimento estelar em mais de uma galáxia,” disse Roberto Gilli do INAF (Instituto Nacional de Astrofísica) em Bolonha, Itália, autor principal do estudo que descreve a descoberta. “É incrível pensar que o buraco negro de uma galáxia pode ter alguma influência no que acontece noutras galáxias a triliões de quilómetros de distância.”

Um buraco negro é um objecto extremamente denso do qual nenhuma luz pode escapar. A imensa gravidade do buraco negro atrai gás e poeira, mas partículas de uma pequena quantidade desse material também podem ser catapultadas para longe quase à velocidade da luz. Essas partículas em movimento rápido formam dois feixes estreitos ou “jactos” perto dos pólos do buraco negro.

O buraco negro super-massivo que os cientistas observaram no novo estudo está localizado no centro de uma galáxia a cerca de 9,9 mil milhões de anos-luz da Terra. Esta galáxia possui pelo menos sete galáxias vizinhas, de acordo com observações do VLT (Very Large Telescope) do ESO e do LBT (Large Binocular Telescope).

Usando o VLA (Karl Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation), os cientistas já haviam detectado emissões de ondas de rádio de um jacto de partículas altamente energéticas com cerca de um milhão de anos-luz. O jacto pode ser rastreado até ao buraco negro super-massivo, que o Chandra detectou como uma poderosa fonte de raios-X produzidos pelo gás quente que gira em torno do buraco negro. Gilli e colegas também detectaram uma nuvem difusa de emissão de raios-X em torno de uma extremidade do jacto de rádio. Esta emissão de raios-X é provavelmente de uma gigantesca bolha de gás quente aquecida pela interacção das partículas energéticas no jacto de rádio com a matéria circundante.

À medida que a bolha quente se expandia e varria as quatro galáxias vizinhas, pode ter criado uma onda de choque que comprimiu o gás frio nas galáxias, provocando formação estelar. Todas as quatro galáxias estão aproximadamente à mesma distância, cerca de 400.000 anos-luz, do centro da bolha. Os autores estimam que o ritmo de formação estelar é cerca de duas a cinco vezes mais elevado que nas galáxias típicas com massas semelhantes e a distâncias semelhantes da Terra.

“A história do rei Midas fala do seu toque mágico que pode transformar metal em ouro,” disse o co-autor Marco Mignoli, também do INAF em Bolonha, Itália. “Aqui temos um caso de um buraco negro que ajudou a transformar gás em estrelas e o seu alcance é intergaláctico.”

Os astrónomos já viram muitos casos onde um buraco negro afecta os seus arredores através de “feedback negativo” – por outras palavras, restringindo a formação de novas estrelas. Isto pode ocorrer quando os jactos do buraco negro injectam tanta energia no gás quente de uma galáxia, ou enxame de galáxias, que o gás não consegue arrefecer o suficiente para formar um grande número de estrelas.

Nesta recém-descoberta colecção de estrelas, os astrónomos encontraram um exemplo menos comum de “feedback positivo”, em que os efeitos do buraco negro reforçam a formação estelar. Além disso, quando os astrónomos encontraram feedback positivo anteriormente, este ou envolveu aumentos de 30% ou menos no que toca à formação estelar, ou ocorreu a escalas de apenas aproximadamente 20.000 a 50.000 anos-luz numa galáxia companheira próxima. Se o feedback é positivo ou negativo, depende de um delicado equilíbrio entre o ritmo de aquecimento e de arrefecimento de uma nuvem. Isto porque as nuvens que são inicialmente mais frias, quando atingidas por uma onda de choque, são mais propensas a receber feedback positivo, formando assim mais estrelas.

“Os buracos negros têm a reputação bem merecida de serem poderosos e mortíferos, mas nem sempre,” disse o co-autor Alessandro Peca, ex-INAF em Bolonha e agora estudante de doutoramento da Universidade de Miami. “Este é um excelente exemplo de que às vezes desafiam esse estereótipo e podem ao invés estimular a formação estelar.”

Os investigadores usaram um total de seis dias de tempo de observação do Chandra, distribuído ao longo de cinco meses.

“É apenas por causa desta observação muito profunda que vimos a bolha de gás quente produzida pelo buraco negro,” disse o co-autor Colin Norman da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland. “Ao observar objectos parecidos com este, podemos vir a descobrir que o feedback positivo é muito comum na formação de grupos ou enxames de galáxias.”

O artigo que descreve estes resultados foi publicado na edição mais recente da revista Astronomy and Astrophysics e está disponível online.

Astronomia on-line
3 de Dezembro de 2019

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3132: Telescópio Webb vai desvendar os segredos de galáxias anãs próximas

CIÊNCIA

A galáxia anã do Escultor é uma companheira da Via Láctea. Os astrónomos vão usar o Telescópio Espacial James Webb para estudar os movimentos das suas estrelas e da anã de Dragão, outra companheira da nossa Galáxia. Ao estudarem o movimento das estrelas, os investigadores serão capazes de determinar a distribuição da matéria escura nestas galáxias.
Crédito: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey 2

Em dois estudos separados recorrendo ao futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA, uma equipa de astrónomos irá observar companheiras anãs da Via Láctea e da vizinha Galáxia de Andrómeda. O estudo destas pequenas companheiras ajudará os cientistas a aprender mais sobre a formação das galáxias e sobre as propriedades da matéria escura, uma substância misteriosa que, segundo se pensa, é responsável por aproximadamente 85% da matéria no Universo.

No primeiro estudo, a equipa obterá conhecimento da matéria escura medindo os movimentos das estrelas em duas companheiras anãs da Via Láctea. No segundo estudo, vão examinar os movimentos de quatro galáxias anãs em redor da nossa grande vizinha galáctica mais próxima, a Galáxia de Andrómeda. Isto ajudará a determinar se algumas das galáxias satélites de Andrómeda orbitam dentro de um plano, como os planetas em torno do Sol. Se o fizerem, isso terá importantes implicações para a compreensão da formação das galáxias. O investigador principal dos dois programas é Roeland van der Marel do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano da Maryland.

Observando movimentos estelares em companheiras anãs da Via Láctea

As galáxias mais próximas da nossa Via Láctea são as suas galáxias anãs companheiras, muito mais pequenas que a Via Láctea. Van der Marel e a sua equipa planeiam estudar os movimentos das estrelas em duas destas galáxias anãs, Dragão e Escultor. As órbitas das estrelas são governadas pela gravidade resultante da matéria escura em cada galáxia. Ao estudar como as estrelas se movem, os investigadores serão capazes de determinar como a matéria escura é distribuída nessas galáxias.

“O modo como as estruturas no Universo se formam depende das propriedades da matéria escura, que compreende a maior parte da massa do Universo,” explicou van der Marel. “Nós sabemos que a matéria escura existe, mas não sabemos o que realmente compõe essa matéria escura. Nós apenas sabemos que existe algo no Universo que tem gravidade e que puxa objectos, mas não sabemos realmente o que é.”

A equipa estudará a distribuição da matéria escura nos centros das galáxias anãs para determinar as propriedades de temperatura deste misterioso fenómeno. Se a matéria escura for “fria”, a sua densidade será muito alta perto dos centros das galáxias. Se a matéria escura for “amena”, será mais homogénea por toda a área perto dos centros galácticos.

Ao mesmo tempo que o instrumento NIRCam (Near Infrared Camera) do Webb estiver a estudar os centros das galáxias anãs de Dragão e Escultor, outro instrumento, o NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) estará a investigar os arredores das galáxias anãs. “Estas observações simultâneas fornecerão algumas dicas sobre como as estrelas se movem de maneira diferente perto do centro e na periferia das galáxias anãs,” disse o co-investigador Tony Sohn do STScI. “Também permitirão duas medições independentes da mesma galáxia, para verificar se existem efeitos sistemáticos ou instrumentais.”

Dado que o Webb possui aproximadamente seis vezes a área de recolha de luz do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, a equipa pode medir os movimentos de estrelas muito mais fracas do que o Hubble consegue observar. Quantas mais estrelas individuais incluídas num estudo, mais precisamente a equipa pode modelar a matéria escura que influencia os seus movimentos.

Estudando o movimento das galáxias anãs companheiras de Andrómeda

A grande galáxia mais próxima da nossa Via Láctea, Andrómeda, tem várias companheiras anãs, assim como a nossa Galáxia. Van der Marel e a sua equipa planeiam estudar como quatro destas galáxias anãs se movem em torno de Andrómeda, para determinar se estão agrupadas num plano no espaço ou se se movem em torno de Andrómeda em todas as direcções.

Ao contrário do primeiro programa de observações, a equipa não está a tentar medir como as estrelas dentro das galáxias anãs se movem. Neste estudo, vão tentar determinar como as galáxias anãs como um todo se movem em redor da Galáxia de Andrómeda. Isto fornecerá mais informações sobre o processo pelo qual as grandes galáxias se formam por acreção e pelo acumular de galáxias mais pequenas e como exactamente isso funciona.

Na maioria dos modelos, não é de esperar que as galáxias anãs que rodeiam as galáxias maiores estejam num plano. Normalmente, os cientistas esperam que as galáxias anãs orbitem em redor das galáxias maiores de maneira aleatória. Lentamente, estas companheiras anãs perdem energia e podem ser acretadas para a galáxia maior, que crescem ainda mais.

No entanto, tanto para a Via Láctea como para Andrómeda, vários estudos sugeriram que pelo menos uma fracção das galáxias anãs encontram-se num plano e podem até estar a girar nesse plano. Uma das maneiras de determinar se isto é verdade é medir os seus movimentos tridimensionais. Se os movimentos estiverem realmente num plano, isto sugere que as galáxias anãs permanecerão no plano. Mas se as companheiras anãs parecem estar num plano, mas os seus movimentos estiverem em todas as direcções, isso indicaria um alinhamento ao acaso e não uma estrutura duradoura.

Caso as galáxias anãs se alinharem num plano, isso pode significar uma de várias coisas. Poderá ser que uma boa fracção das companheiras anãs tenha entrado em órbita de Andrómeda como um único grupo. Se for esse o caso, as anãs reteriam a “memória” de que todas caíram juntas e exibem actualmente propriedades dinâmicas semelhantes.

Outra possibilidade é que as galáxias anãs de Andrómeda se formaram como o que é chamado de “galáxias anãs de marés”. Estas colecções gravitacionalmente ligadas de gás e estrelas formam-se durante fusões ou interacções entre grandes galáxias espirais. São tão massivas quanto as galáxias anãs, mas não são dominadas por matéria escura, como os cientistas pensam que a maior parte das galáxias anãs são. É possível que uma fusão de duas galáxias grandes com muito gás possa formar algumas galáxias anãs que terminem numa única estrutura plana, mas isso seria invulgar, porque os cientistas não acham que as galáxias anãs de marés sejam o tipo predominante de galáxia anã no Universo. Sabe-se que as galáxias anãs tipicamente se formam dentro de nuvens de matéria escura chamadas halos.

Qualquer um dos casos pode significar que a formação é mais complicada do que os investigadores às vezes pensam. Qualquer um deles forneceria restrições adicionais aos cientistas que desenvolvem modelos teóricos da formação das galáxias.

A precisão extrema do Webb

Em ambos os programas, a equipa levará o Webb aos seus limites em termos de exactidão e precisão. “É uma situação muito complicada, porque basicamente o que queremos medir são movimentos muito pequenos,” explicou o co-investigador Andrea Bellini do STScI. “A precisão que queremos alcançar é como medir algo que se move alguns centímetros por ano na superfície da Lua, visto a partir da Terra.”

Ambos os estudos são programas de Observação de Tempo Garantido alocados à equipa do cientista Matt Mountain do Telescópio Webb. O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório espacial do mundo quando for lançado em 2021. O Webb vai resolver mistérios no nosso Sistema Solar, olhar além para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigar as estruturas misteriosas e origens do nosso Universo. É um programa internacional liderado pela NASA com os seus parceiros ESA e Agência Espacial Canadiana.

Astronomia On-line
3 de Dezembro de 2019

spacenews

 

3123: NASA simula o movimento das nuvens marcianas

CIÊNCIA

Um grupo de cientistas do Centro de Investigação Ames (ARC) da NASA, localizado no estado norte-americano da Califórnia, simulou o movimento das nuvens em Marte recorrendo a supercomputadores.

As imagens foram publicadas na passada segunda-feira no YouTube, informou a agência espacial norte-americana em comunicado. Na simulação criada pelos cientistas do ARC é possível ver como é que as nuvens de água gelada se formam para dispersarem depois consoante as estações que o Planeta Vermelho atravessa.

Na época do ano retratada na imagem acima, quando é verão no hemisfério norte de Marte, as nuvens formam-se lentamente durante a noite perto do Equador, tornando-se mais espessar logo antes do sol nascer.

A NASA observa ainda que neste cenário as nuvens dispersam rapidamente à medida que o dia aquece e voltam a formar-se ao anoitecer. É ainda possível ver na mesma imagem vários picos de Tharsis Montes, uma cadeia de vulcões que sobressaem através das nuvens, refere a agência espacial na mesma nota.

Apesar de as nuvens marcianas serem mais finas do que as terrestres, explica a NASA, estas representam um papel importante no clima de Marte, especialmente na intensidade dos seus sistemas eólicos, isto é, estas nuvens ajudam a controlar o movimento da água em torno do planeta.

As instalações de super-computação avançadas da NASA utilizadas nesta investigação fornecem aos cientistas que investigam Marte ferramentas necessárias para estudar em detalhe a atmosfera marciana, bem como as suas escalas de tempo.

A investigação pode ainda ser útil para planear futuras missões a Marte, ajudando-nos ainda a melhor compreender o nosso Sistema Solar e a evolução dos planetas.

ZAP //

Por ZAP
30 Novembro, 2019

spacenews

 

3102: Pela primeira vez, astrónomos descobriram uma galáxia com três buracos negros super-massivos

CIÊNCIA

NASA

Quase todas as galáxias do Universo têm um buraco negro super-massivo no seu centro. Mas, agora, os astrónomos descobriram, pela primeira vez, uma galáxia com três buracos negros.

A galáxia NGC 6240 tem uma forma irregular por ser o produto final de uma fusão de galáxias. Supõe-se que duas galáxias colidiram há muito tempo devido à presença de dois buracos negros super-massivos. Mas, de acordo com o estudo publicado em Outubro na revista especializada Astronomy & Astrophysics, novas observações revelaram que a galáxia tem três buracos negros, não dois.

Cada um dos três buracos negros super-massivos tem uma massa superior a 90 milhões de vezes a massa do Sol. Em comparação, Sagitário A*, o buraco negro super-massivo no centro da Via Láctea, é pouco mais de quatro milhões de vezes a massa do nosso Sol. Os três buracos negros estão localizados num volume inferior a três mil anos-luz de diâmetro.

“Até agora, esta concentração de três buracos negros super-massivos nunca tinha sido descoberta no Universo”, disse Peter Weilbacher, do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), em comunicado. “O presente caso fornece evidências de um processo de fusão simultâneo de três galáxias, juntamente com os seus buracos negros centrais”.

As fusões da galáxia são eventos incomuns – mas cruciais – na evolução das galáxias. É o mecanismo para a formação das galáxias mais massivas do cosmos. Os astrónomos não têm certeza da forma como se formaram num tempo cósmico relativamente curto. A existência de muitas fusões múltiplas, como a NGC 6240, pode explicar essa formação.

“Se processos simultâneos de fusão de várias galáxias ocorrerem, as maiores galáxias, com os seus buracos negros super-massivos centrais, poderão evoluir muito mais rapidamente”, explicou Weilbacher. “As nossas observações fornecem a primeira indicação desse cenário”.

Ainda separados, por enquanto, os buracos negros super-massivos continuarão a mover-se em direcção uns dos outros. Nos próximos milhões de anos, fundir-se-ão num só.

ZAP //

Por ZAP
27 Novembro, 2019

 

Um buraco negro enfraquecido permite que a sua galáxia “desperte”

CIÊNCIA

O Enxame da Fénix contém o primeiro buraco negro super-massivo confirmado que não consegue impedir a formação de grandes números de estrelas no núcleo do enxame de galáxias onde reside.
Esta imagem foi composta a partir de dados obtidos pelo Chandra, pelo Hubble e pelo VLA. Os raios-X do Chandra ilustram gás quente em roxo e a emissão rádio do VLA mostra jactos em vermelho. Os dados ópticos do Hubble mostram galáxias (em amarelo) e filamentos de gás mais frio onde as estrelas se estão a formar (em azul claro).
Crédito: NASA, ESA e NRAO (clique aqui para ver versão legendada)

Os astrónomos confirmaram o primeiro exemplo de um enxame de galáxias onde um grande número de estrelas está a nascer no seu núcleo. Usando dados de telescópios espaciais da NASA e de um observatório de rádio da NSF (National Science Foundation), investigadores reuniram novos detalhes sobre como os buracos negros mais massivos do Universo afectam as suas galáxias hospedeiras.

Os enxames de galáxias são as maiores estruturas do cosmos mantidas juntas pela gravidade, consistindo de centenas ou milhares de galáxias embebidas em gás quente, bem como de matéria escura invisível. Os maiores buracos negros super-massivos encontram-se em galáxias nos centros destes enxames.

Durante décadas, os astrónomos procuraram enxames galácticos contendo ricos berçários de estrelas nas suas galáxias centrais. Em vez disso, encontraram buracos negros gigantes e poderosos, bombardeando energia através de jactos de partículas altamente energéticas e mantendo o gás demasiado quente para formar muitas estrelas.

Agora, os cientistas têm evidências convincentes de um enxame de galáxias em que as estrelas se formam a uma velocidade furiosa, aparentemente ligadas a um buraco negro menos eficaz no seu centro. Neste enxame único, os jactos do buraco negro central parecem ajudar na formação estelar. Os investigadores usaram novos dados do Observatório de raios-X Chandra e do Telescópio Espacial Hubble da NASA, e do VLA (Karl Jansky Very Large Array) da NSF para esclarecer observações anteriores deste enxame.

“Este é um fenómeno que os astrónomos têm tentado encontrar há muito tempo,” disse Michael McDonald, astrónomo do MIT (Massachusetts Institute of Technology) que liderou o estudo. “Este enxame demonstra que, em alguns casos, o ‘output’ energético de um buraco negro pode realmente melhorar o arrefecimento, levando a consequências dramáticas.”

O buraco negro está no centro de um enxame de galáxias chamado Enxame da Fénix, localizado a mais ou menos 5,8 mil milhões de anos-luz da Terra na direcção da constelação da Fénix. A grande galáxia que hospeda o buraco negro é cercada por gás quente com temperaturas de milhões de graus. A massa deste gás, equivalente a biliões de sóis, é várias vezes maior do que a massa combinada de todas as galáxias do enxame.

Este gás quente perde energia à medida que brilha em raios-X, o que deve fazer com que arrefeça até formar um grande número de estrelas. No entanto, em todos os outros enxames galácticos observados, explosões energéticas impulsionadas por um buraco negro fazem com que a maior parte do gás quente não arrefeça, impedindo o nascimento generalizado de estrelas.

“Imagine usar um ar condicionado na sua casa num dia quente, mas depois acender a sua lareira. A sua sala de estar não consegue arrefecer adequadamente até que apague o fogo,” disse o co-autor Brian McNamara da Universidade de Waterloo no Canadá. “Da mesma forma, quando a capacidade de aquecimento de um buraco negro é desactivada num enxame de galáxias, o gás pode então arrefecer.”

As evidências desta rápida formação estelar no Enxame da Fénix já tinham sido anteriormente relatadas em 2012 por uma equipa liderada por McDonald. Mas foram necessárias observações mais profundas para aprender detalhes sobre o papel do buraco negro central no renascimento de estrelas na galáxia central, e como isso pode mudar no futuro.

Combinando longas observações em raios-X, no visível e no rádio, os investigadores obtiveram uma melhoria de dez vezes na qualidade dos dados em comparação com as observações anteriores. Os novos dados do Chandra revelam que o gás quente está a arrefecer quase ao ritmo esperado na ausência de energia injectada por um buraco negro. Os novos dados do Hubble mostram que estão localizadas cerca de 10 mil milhões de massas solares de gás frio ao longo dos filamentos que conduzem ao buraco negro, e jovens estrelas estão a formar-se a partir deste gás frio a um ritmo de mais ou menos 500 massas solares por ano. Em comparação, a Via Láctea forma estrelas a um ritmo de aproximadamente uma massa solar por ano.

Os dados rádio do VLA revelam jactos saindo da vizinhança do buraco negro central. Estes jactos provavelmente insuflaram bolhas no gás quente detectado nos dados do Chandra. Tanto os jactos quanto as bolhas são evidências do rápido crescimento do buraco negro. No início deste crescimento, o buraco negro pode ter sido sub-dimensionado, em comparação com a massa da sua galáxia hospedeira, o que permitiria que o arrefecimento rápido não tivesse controlo.

“No passado, as explosões do buraco negro sub-dimensionado podem ter sido simplesmente fracas demais para aquecer os seus arredores, permitindo que o gás quente começasse a arrefecer,” disse o coautor Matthew Bayliss, investigador do MIT durante este estudo, mas que recentemente ingressou no corpo docente da Universidade de Cincinnati. “Mas, à medida que o buraco negro se tornou mais massivo e mais poderoso, a sua influência aumentou.”

O arrefecimento pode continuar quando o gás é transportado para longe do centro do enxame pelas explosões do buraco negro. A uma distância maior da influência do aquecimento do buraco negro, o gás arrefece mais depressa do que pode cair para o centro do enxame. Este cenário explica a observação de que o gás frio está localizado em redor das cavidades, com base numa comparação dos dados do Chandra e do Hubble.

Eventualmente, a explosão gerará turbulência, ondas sonoras e ondas de choque suficientes (parecidas às explosões sónicas produzidas pelos aviões supersónicos) para fornecer fontes de calor e impedir mais arrefecimento. Isto continuará até que a explosão cesse e o acumular de gás frio possa recomeçar. O ciclo inteiro pode então repetir-se.

“Estes resultados mostram que o buraco negro tem ajudado temporariamente na formação estelar, mas quando este se fortalece os seus efeitos começam a emitir os de buracos negros noutros enxames, sufocando mais nascimento estelar,” acrescentou o co-autor Mark Voit da Universidade Estatal do Michigan em East Lansing, EUA.

A ausência de objectos semelhantes mostra que os enxames de galáxias e os seus enormes buracos negros passam pela rápida fase de formação estelar de forma relativamente acelerada.

O artigo que descreve estes resultados foi publicado numa edição recente da revista The Astrophysical Journal e uma pré-impressão está disponível online.

Astronomia On-line
26 de Novembro de 2019

 

3093: A quinta força da natureza pode ter sido encontrada (e já há quem fale em Nobel)

CIÊNCIA

Hubble Heritage (STScI/AURA) / ESA / NASA
Imagem de Messier 74 pelo Telescópio Hubble.

E se o Universo for regido por cinco e não quatro forças fundamentais? Uma nova investigação, levada a cabo por cientistas húngaros, volta a sugerir a existência da “partícula X17”, o misterioso bosão associado à quinta força da natureza.

De acordo com o Modelo Padrão da Física, todas as interacções do Universo se reduzem à manifestação de quatro forças fundamentais: gravidade, electromagnetismo, interacções nucleares fracas e interacções nucleares forte.

Agora, uma nova investigação do Instituto de Pesquisa Nuclear Atomki, sediado em Budapeste, volta a frisar que pode existir uma outra força fundamental, ainda desconhecida, que pode ser a chave para alguns dos problemas por resolver da Física.

Foi em meados de 2016 que esta mesma equipa falou sobre a suposta quinta força fundamental, quando registaram anomalias na decomposição do isótopo instável de berílio-8. Cerca de um ano depois, a mesma análise foi repetida e confirmada por um grupo de físicos norte-americanos. Esta investigação foi à época publicada na revista científica especializada Physical Review Letters.

De acordo com uma nova investigação, liderada pelo físico Attila Krasznahorkay e cujos resultados foram disponibilizados no arXiv, surgiram agora novas evidências que dão força à existência desta quinta força, sustentada na existência do bosão X17.

(dr) futurism.com
A quinta força fundamental da Natureza

Os primeiros procedimentos

Os isótopos de berílio-8 são extremamente instáveis e, durante o procedimento, os cientistas conseguiram chegar a este elemento ao bombardear lítio-7 com protões, tal como explica o portal Russia Today. Os núcleos de berílio de vida curta decompuseram-se imediatamente com a emissão de um fotão que, por sua vez, se decompôs imediatamente num electrão e num positrão.

Devido à lei da conversação, o ângulo de dispersão deste par de partículas – o electrão e o positrão – é menor, quanto maior seja a energia do fotão inicial. Tal como esperava, quanto maior é o ângulo, menos são as partículas observadas pelos cientistas.

Contudo, num ângulo de cerca 140º, foi detectado um salto repentino na formação de pares electrão positrão. No estudo de 2016, os físicos não encontram nenhuma explicação para este fenómeno, a não ser a existência de uma partícula ainda desconhecida, cuja decomposição cria essa mesma anomalia.

Esta partícula é aproximadamente 33 vezes mais pesada do que o electrão: a sua massa é de cerca de 16,7 mega-electronvolts (MeV) – daí a partícula ter sido baptizada de X17. A sua vida útil rondará décimos de bilionésimos de segundo.

De acordo com os cientistas húngaros, o X17 pode ser um bosão de calibre, isto é, uma partícula portadora da quinta força fundamental ainda não descrita. O Modelo Padrão da Física associada cada uma das forças fundamentais a bosões de calibres correspondentes.

O novo estudo

O tipo de interacção pela qual o Boson X17 pode ser responsável ainda é desconhecido, mas os cientistas confirmaram uma vez mais a sua existência no estudo recém-divulgado.

Desta vez, os cientistas recorreram à emissão de pares electrão-positrão por núcleos de hélio excitados, que ocorre quando voltam a um estado de energia mais baixo.

Um número anormal de partículas foi encontrado em ângulos de aproximadamente 115 ° e os cálculos realizados pelos húngaros também permitiram associar este pico a partículas de massa de aproximadamente 16,84 MeV, confirmando, segundo escreveram os autores, a existência do novo bosão X17 e, consequentemente, a quinta força fundamental.

“O X17 pode ser uma partícula, que conecta o nosso mundo visível à matéria escura“, explicou o autor principal do estudo, Attila Krasznahorkay, em declarações à CNN.

Apesar de os resultados do novo estudo não terem ainda sido validado pelos pares, o novo estudo despertou já muito interesse na comunidade científica. Por esse mesmo motivo, novas equipas devem participar em testes futuros para encontrar novas provas do misterioso bosão X17.

Jonathan Feng, professor de Física e Astronomia da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, vai ainda mais longe, dizendo que estes resultados podem mudar tudo o que sabemos sobre o Universo. Se os resultados puderem ser replicados, “esta [descoberta] seria um Prémio Nobel“, disse, à mesma emissora norte-americana.

ZAP //

Por ZAP
26 Novembro, 2019

 

3089: NASA revela detalhes do exoplaneta “Frankenstein”

CIÊNCIA

NASA. NASA/ ESA/ G. Bacon (STScI)

O Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA acaba de revelar novos detalhes do exoplaneta WASP-12b, que orbita a estrela WASP-12.  

Este mundo encontra-se a 1.400 anos-luz do nosso Sistema Solar na constelação de Auriga e, segundo indica a agência espacial norte-americana, trata-se de um “Júpiter quente”, isto é, um planeta com uma massa semelhante à de Júpiter perto de uma estrela.

“Uma estrela monstruosa está a roubar pedaços dos seus planetas vizinhos, o o WASP-12b, para se transformar definitivamente num Frankenstein“, escreveu a NASA.

“A gravidade extrema está a esticar o gigante de gás quente na forma de um ovo, enquanto canibaliza lentamente o planeta (…) Em breve [10 milhões de anos], este planeta será completamente devorado pela sua estrela faminta”.

A agência espacial norte-americana destaca ainda um outro exoplaneta, o TrEs-2b. Trata-se de um mundo escuro que reflete menos de um por cento de qualquer luz que o atinja e, por este motivo, foi rotulado pela NASA como planeta da Noite Eterna.

Este é “o planeta mais sombrio já descoberto a orbitar uma estrela. Este mundo alienígena é menos reflexivo do que o carvão (…) Dentro da sua atmosfera, voaríamos às cegas no escuro (…) O ar deste planeta é tão quente quanto lava”.

Nos últimos anos, o número de exoplanetas descobertos têm aumentado significativamente. Actualmente, são conhecidos 4000 planetas para lá do Sistema Solar.

Descoberto exoplaneta gigante que não devia existir

Uma equipa internacional de cientistas descobriu um exoplaneta gasoso gigante (o GJ 3512 b), semelhante a Júpiter, a orbitar uma

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Por ZAP
24 Novembro, 2019

 

3088: NASA testa robô subaquático projectado para encontrar vida extraterrestre

CIÊNCIA

Uma equipa de cientistas do Laboratório de Propulsão da NASA e da Divisão Antárctida Australiana aliaram-se para criar um robô subaquático BRUIE (Buoyant Rover for Under-Ice Exploration) para vasculhar luas geladas, como é o caso de Europa e Encélado, satélites de Júpiter.

Esta tecnologia, explica a agência espacial norte-americana em comunicado, foi especialmente projectado para procurar vida extraterrestre e poderá, em breve, ser utilizado numa expedição a uma das luas geladas de Júpiter.

Os cientistas vão agora para a estação australiana de Casey, na Antárctida, para testar o seu veículo flutuante durante várias semanas. O BRUIE é equipado com rodas independentes que lhe permitem mover-se sob o gelo, mas também aderir ao piso gelado para recolher amostras e fazer “medições sensíveis” nestas áreas”.

O rover tem cerca de um metro de comprimento e já foi testado no Alasca e no Árctico, onde provou ser o mais eficiente em termos de energia quando comparado com outros submarinos de tamanho semelhante.

Agora, a equipa procura testar quanto tempo duram as baterias do robô em condições extremas e como é que o rover se comporta ao passar por diferentes terrenos.

A NASA prepara-se para ir a Júpiter em 2025 para investigar Europa, uma das suas luas. Neste satélite natural há evidências da existência de um oceano salgado sob uma crosta de gelo que terá entre 10 a 20 quilómetros de espessura.

Os cientistas apontam este satélite como um dos mais promissores no que toca a habitabilidade. Recentemente, uma outra equipa de cientistas da NASA encontrou evidências de vapor de água em Europa, descoberta que dá força à hipótese do oceano.

“Este oceano salgado pode conter mais do que o dobro da água que a Terra tem e ter todos os ingredientes certos para apoiar organismos vivos simples”, explicou Kevin Hand, cientista da NASA citado em comunicado.

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Por ZAP
25 Novembro, 2019

 

3079: Asteróide do tamanho do que aniquilou os dinossauros pode vir a atingir novamente a Terra

CIÊNCIA

O matemático Robert Walker acredita que a Terra pode voltar a ser atingida por um asteróide com as dimensões daquele que aniquilou os dinossauros.

Há 66 milhões de anos, recorda a Sputnik News, o nosso planeta foi impactado por uma rocha espacial com cerca de 16 quilómetros de largura. O corpo rochoso ditou o fim da era dos dinossauros na Terra, segundo estimam cientistas.

Acredita-se, em média, que asteróides com estas mesmas dimensões atinjam a Terra a cada 100 milhões de anos. Tendo em conta que já passaram 66 milhões de anos desde o último impacto, Walker, citado pelo jornal britânico Express, estima que o fenómeno se possa voltar a repetir numa escala de tempo relativamente próxima.

A NASA contabilizou 90% dos Objectos Próximos da Terra (NEO) que têm mais de um quilómetro de comprimento e, por isso, podem representar perigo para a Terra.

Ou seja, faltam ainda rastrear 10% dos asteróides potencialmente perigosos.

Apesar do número de asteróides já rastreados, há uma possibilidade muito pequena de um destes corpos rochosos vir a causar danos na Terra: a probabilidade é de 1 em 300.000, segundo cálculos da agência espacial norte-americana.

Ainda assim, a NASA estuda de perto estes objectos. Mais recentemente, debruçou esforços no asteróide Bennu, que pode atingir a Terra nos próximos 120 anos. O próximo voo de aproximação é apontado para meados de 2135.

A missão da agência espacial a Bennu, um dos asteróides mais próximos do nosso planeta, deverá conseguir dados essenciais para melhorar os programas destinados para o acompanhamento e desvio destes corpos em rota de colisão com a Terra.

Descoberta água no Bennu, um dos asteróides mais próximos da Terra

A sonda OSIRIS-REx, que se encontra a orbitar em volta do Bennu, descobriu a presença de água neste asteróide primitivo…

ZAP //

Artigos relacionados: Asteróide “potencialmente perigoso” aproxima-se da Terra esta quarta-feira

Por ZAP
23 Novembro, 2019

 

There’s a Violent Battle Between Solar Wind and Cosmic Rays, and Voyager 2 Just Passed Through it

SCIENCE

At the edge of our solar system, a fierce battle rages between solar wind and interstellar rays. NASA’s Voyager 2 spacecraft has now passed through the frontlines.

Enclosed in a “bubble” of solar wind called the heliosphere, our solar system is relatively safe from the ravages of cosmic rays flying through interstellar space.
(Image: © NASA Goddard Space Flight Center/ Ryan Fitzgibbons, Walt Feimer, Chris Meaney, Swarupa Nune, and Merav Opher)

Solar wind is not exactly our friend.

The flood of hot, electric particles constantly gushing out of the sun bathes the entire solar system in radiation, frying the occasional satellite and making life impossible on any planet not shielded by an atmosphere. In both a literal and figurative sense, the solar wind blows — but, as new observations from the edge of our solar system suggest, it also protects everything it touches from the even more damaging forces of interstellar space.

As the solar wind flows outward for billions of miles in every direction, it creates a bubble of energy that surrounds our entire solar system. At the edge of this bubble, where the solar wind finally collides with powerful cosmic rays beaming through interstellar space, there is a hot, thick wall of plasma called the heliopause. This cosmic border sits about 120 times farther from the sun than Earth does, where it helps deflect and dilute the powerful radiation released by distant stars and celestial explosions.

Now, in a series of studies published Nov. 4 in the journal Nature Astronomy, astronomers directly analyzed this cosmic frontier for the first time using data collected by NASA’s Voyager 2 spacecraft, which passed through the heliopause and into interstellar space a year ago.

While Voyager 2 was able to cruise seamlessly through the heliopause in about a day, researchers found that the plasma barrier was significantly hotter and thicker than previous studies estimated, effectively forming a physical shield between our solar system and interstellar space. According to study co-author Edward Stone, an astronomer at the California Institute of Technology who has worked on the Voyager program since it launched in 1977, this shield stops about 70% of cosmic radiation from breaking into our solar system.

“The heliopause is the contact surface where two winds [collide] — the wind from the sun and the wind from space, which comes from supernova that exploded millions of years ago,” Stone said in a news conference about the new Voyager studies. “Only about 30% of what’s outside of the bubble can get in.”

This illustration shows Voyager 1 and 2 passing through the heliopause and leaving our solar system — the first man-made interstellar space travelers ever. (Image credit: NASA/JPL-Caltech)

Interstellar robots phone home

In November 2018, NASA’s Voyager 2 (V2) satellite passed through the heliopause, becoming only the second man-made object in history to leave our solar system. (The satellite’s twin, Voyager 1, became the first in August 2012 — however, Voyager 1 was unable to analyze the border properly due to a sensor malfunction.)

According to radiation data collected by V2 on its interstellar journey, temperatures in the heliopause reached up to 89,000 degrees Fahrenheit (31,000 degrees Celsius) — roughly double the temperature that previous astronomical models predicted, suggesting a far more violent clash between the solar wind and cosmic rays than scientists ever predicted.

While the heliopause’s hot, thick wall of plasma protects our solar system from most of the harmful rays darting through space, the researchers also found that the boundaries of the heliopause are not quite as uniform as anticipated. The edge of heliopause is not a perfect “bubble” after all, but contains porous holes that allow interstellar radiation to leak in at certain points.

Voyager 2 data detected two such holes on our side of the heliopause, where radiation levels spiked much higher than normal background levels before dropping back down again. Eventually, when the levels of cosmic radiation skyrocketed and stayed that way, it was clear the Voyager 2 had entered a new region of space, beyond our sun’s domain.

The sheath of hot, charged wind protecting our solar system might not be perfect (and it still might not be our friend) but, as Voyager 2 confirmed, it is part of what separates our cozy cosmic home from the ferocious wilderness of space. For that, perhaps, we should be thankful.

Originally published on Live Science
By Brandon Specktor – Senior Writer