1152: Todas as missões da NASA deveriam procurar vida extraterrestre

NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

A procura por sinais de vida alienígena deve fazer parte de todas as missões futuras da NASA. A organização deve expandir o seu leque sobre possíveis sinais extraterrestres, de forma a conseguir identificá-los, aponta um novo estudo.

Assinado por 17 cientistas, o relatório foi patrocinado pela agência espacial norte-americana e desenvolvido pelas Academias Nacionais de Ciência, Engenharia e Medicina dos Estados Unidos, tendo sido apresentado no passado dia 10 de Outubro.

A publicação sublinha a importância da astrobiologia – a Ciência que estuda a origem, evolução, distribuição e o futuro da vida na Terra e em todo o Universo. De acordo com o signatários do estudo, todas as missões futuras da NASA deve ter em conta a astrobiologia em todo o processo, desde de a “concepção e conceptualização até ao planeamento e ao desenvolvimento” das próprias operações.

Nos últimos anos, tal como nota o Live Science, os astrofísicos têm detectado milhares de planetas potencialmente habitáveis para lá do Sistema Solar. Além disso, os biólogos têm também descoberto novas pistas sobre a complexidade e a diversidade da vida na Terra.

Por tudo isto, e tendo em conta que estas descobertas poderão ser aplicadas noutros mundos distantes do nosso, os cientistas defendem que todas as missões devem incorporar traços de organismos alienígenas.

A nossa visão do Universo está agora mais repleta de planetas do que nunca. Os 2300 exoplanetas descobertos e confirmados pela missão Kepler levaram os cientistas a acreditar que pelo menos seis de cada dez estrelas poderiam orbitar planetas semelhantes à Terra, considerou Alan Boss, um dos astrónomos participantes no estudo.

O enorme número de exoplanetas recém-descobertos oferece novas e interessantes oportunidades para encontrar bio-assinaturas (traços ou marcadores químicos que indiciam sinais de vida), notou Boss – e é exactamente isso que os cientistas devem procurar.

Astrobiologia, uma Ciência pluridisciplinar

Os cientistas sublinharam no relatório a pluralidade da Astrobiologia, área de estudo que abrange várias outras, como a Física, Química, Biologia, Astronomia e Ciência Planetária. Estas áreas, de forma individual e, ao mesmo tempo, partilhada, podem ajudar a resolver o enigma de como é que a vida pode emergir e evoluir noutros mundos diferentes da Terra.

Os avanços recentes, especialmente nos últimos três anos, exigem uma nova estratégia, que fortaleça o papel da Astrobiologia nas missões da NASA, nota a publicação.

Os especialistas recomendam ainda que a NASA acelere no desenvolvimento de novas tecnologias para detectar organismos microscópicos, notando a falta de um único “instrumento pronto a voar“, que seja capaz de viajar para um mundo distante, medindo e detectando os seus elementos, minerais e matéria orgânica.

O relatório sugere ainda que os sistemas de imagem directa que suprimem a luz das estrelas devem ser usados fora do nosso Sistema Solar, de forma a melhorar a identificação de bio-assinaturas oriundas de planetas que orbitam estas estrelas – estes ambientes com luz suprimida seria mais amigáveis para os extraterrestres-

Além disso, acrescentam, a NASA deve ainda apostar em missões sob a superfície dos exoplanetas – sejam estes mundos rochosos, gelados ou oceânicos – para encontrar vida alienígena subterrânea.

Sinteticamente, os cientistas reiteram que é necessário refinar a procura e os métodos utilizados para encontrar os nossos vizinhos extraterrestres – estejam estes no nosso Sistema Solar ou a anos-luz de distância. É imperativo procurar mais e melhor.

Por ZAP
16 Outubro, 2018

 

1149: NASA tem esperança que os ventos de Marte reanimem a Opportunity

NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ.
Imagens da câmara panorâmica da Opportunity

Os ventos fortes, que se fazem sentir em Marte num determinado período do ano, poderão ajudar a limpar a poeira dos painéis solares do rover Opportunity, que está adormecido desde Junho. De acordo com a NASA, a comunicação poderá ser finalmente restabelecida.

“Um período ventoso em Marte — conhecido pela equipa da Opportunity como ‘período para limpar a poeira’ – ocorre entre Novembro e Janeiro e já ajudou a limpar os painéis solares de rovers no passado. A equipa tem esperança que a limpeza de alguma da poeira possa resultar em algum tipo de comunicação durante este período”, escreveram o cientistas da NASA na sua página oficial.

No início do mês de Junho, Marte foi assolado por uma enorme tempestade de areia que atingiu a zona onde Opportunity estava localizada. Passados poucos dias, a situação agravou-se tanto que os cientistas foram obrigados a accionar o regime de emergência do rover, desligando assim todas as suas ferramentas à excepção dos relógios.

Em meados de Junho, as imagens de Curiosity – a sonda companheira de Opportunity no Planeta Vermelho – mostraram que a tempestade atingiu todas as zonas de Marte. Foi só no final do mês de Julho que a cortina de poeira começou gradualmente a baixar.

O problema surgiu de forma inesperada e, apesar de se manter já há alguns meses, a NASA continua a tentar estabelecer contacto com o rover. Recentemente, a sonda norte-americana MRO encontrou a Opportunity e, através das fotografias que recolheu, dá para perceber que a sonda não estava coberta de areia, mas ainda não é certo por que motivo o rover é incapaz de entrar em contacto com a Terra.

Mesmo que a Opportunity continue “adormecida” até Novembro, os cientistas da NASA vão continuar a tentar estabelecer contacto com a sonda até ao final do ano. Só aí é que serão discutidos os próximos passos, que incluem a finalização da missão.

O robô encontra-se em Marte desde 2004. Inicialmente, foi concebido para durar apenas 3 meses, mas continuou a operar durante quase 15 anos.

Por SN
15 Outubro, 2018

 

1138: Descoberta causa da falha na Soyuz. Astronautas que sobreviveram voltam ao espaço na primavera

Aubrey Gemignani / NASA
Lançamento do lançador Soyuz-FG com a nave espacial Soyuz TMA-20M no Cosmódromo de Baikonur, Março de 2016

Os astronautas Alexey Ovchinin e Nick Hague deverão voltar ao espaço na primavera de 2019, depois da nave espacial Soyuz MS-10 ter sido obrigada na quinta-feira a aterrar de emergência devido a uma falha no motor.

O anúncio do regresso do russo Alexey Ovchinin e o do norte-americano Nick Hague ao espaço na primavera de 2019 foi feito hoje pelo director da Roscosmos, Dmitry Rogozin.

“Os dois astronautas definitivamente vão voar. Estamos a planear o voo para a primavera do próximo ano”, disse Rogozin numa mensagem publicada na rede social Twitter, na qual colocou uma foto sua com Alexei Ovchinin e Nick Hague, todos sorridentes.

A nave espacial Soyuz MS-10, com dois tripulantes a bordo, foi obrigada a aterrar de emergência devido a uma falha no motor, depois de ter descolado no Cazaquistão rumo à Estação Espacial Internacional onde permaneceriam durante seis meses.

De acordo com os planos, estava previsto que a nave cumprisse quatro voltas à terra para seis horas depois acoplar na Estação Espacial Internacional.

Os astronautas Alexei Ovichinin, da Roscosmos, e Nick Hague, da NASA, aterraram na quinta-feira nas estepes do país da Ásia central na sequência da falha no motor do foguetão russo que os deveria transportar para a Estação espacial internacional.

O administrador da NASA, Jim Bridenstine, disse numa declaração que Hague e Ovchinin estavam em boas condições de saúde e que seriam transportados para o Centro de Treino Cosmonauta Gagarin na Cidade das Estrelas, nos arredores de Moscovo.

Acrescentou ainda que ia ser iniciada “uma investigação apurada sobre a causa do incidente”.

Na Estação Espacial Internacional encontram-se, desde Junho, os membros da Missão 57, o comandante Alexander Gerst da Agência Espacial Europeia, a piloto da NASA, Serena Auñon-Chancellor e o piloto da Roscosmos Serguei Prokópiev.

Astronautas aterram de emergência após falha na Soyuz

Equipa de astronautas que seguia esta quinta-feira a bordo da nave-espacial Soyuz rumo à Estação Espacial Internacional (EEI) foi obrigada…

As causas da avaria

Uma colisão entre secções do foguetão pode ter sido a “causa directa” da avaria que obrigou a nave espacial russa Soyuz MS-10 a aterrar de emergência pouco depois do lançamento, disse hoje o director da agência espacial russa Roscosmos, Serguei Krikaliov.

“Ainda não há versões definitivas, mas o que é evidente é que a causa directa foi a colisão de um elemento lateral que faz parte da primeira secção do foguetão. Na verdade, ao separar-se ocorreu um contacto entre a primeira e segunda secção”, disse Krikaliov à agência russa Novosti.

O director da Roscosmos não descarta que o foguetão “se tenha desviado da trajectória programada e que a parte inferior de uma das secções se tenha destruído“.

Serguei Krikaliov indicou que a comissão governamental que investiga o acidente deve apresentar os primeiros resultados oficiais da perícia no próximo dia 20 de Outubro.

“Os primeiros fragmentos [do foguetão] recuperados na estepe do Cazaquistão vão ajudar a estabelecer as causas da avaria”, disse.

Entretanto, o Comité de Emergência do Ministério do Interior do Cazaquistão informou hoje que foi encontrado um fragmento da Soyuz M-10 a cerca de 40 quilómetros da cidade de Zhezkasgán e que já foi enviado para os especialistas da Roscosmos.

Krikaliov sublinhou que os lançamentos de foguetões Soyuz-FG ou similares foram suspensos até que sejam determinadas, de forma definitiva, as causas da avaria de quinta-feira.

“É possível que o lançamento da nave cargueiro Progress, que estava programado para o dia 31 de Outubro, venha a ser adiado e a próxima missão tripulada prevista para o dia 20 de Dezembro vai conhecer uma nova data”, informou o responsável.

ZAP // Lusa

Por Lusa
13 Outubro, 2018

 

1135: CONHEÇA A MISSÃO EUROPEIA BEPICOLOMBO

Impressão de artista da nave BepiColombo pouco depois do lançamento, à medida que a “tampa” do Ariane 5 cai. A sonda está na sua configuração de lançamento, o MTM (Mercury Transfer Module) em baixo, o MPO (Mercury Planetary Orbiter) no meio, e a MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter) dentro do escudo de calor no topo. Neste estágio, os painéis solares estão fechados.
Crédito: ESA/ATG medialab

Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol (aproxima-se a pouco mais de 46 milhões de quilómetros durante o periélio) e é também o mais pequeno do Sistema Solar, e estas circunstâncias fazem com que o seu estudo com sondas espaciais seja mais complicado do que o habitual neste tipo de missões. A ESA, em conjunto com a agência espacial japonesa (JAXA), lançará o seu primeiro satélite para o planeta a 20 de Outubro, a bordo de um foguetão Ariane 5, a partir de Kourou, e fá-lo-á com o objectivo de descobrir muitos dos segredos que Mercúrio ainda guarda zelosamente.

BepiColombo, que é o nome da missão, será a terceira sonda a visitar o planeta depois das sondas da NASA Mariner 10, em meados dos anos 70, e MESSENGER, entre 2011 e 2015. Levará mais de sete anos para chegar ao seu destino, auxiliada por uma assistência gravitacional na Terra, duas em Vénus e seis no próprio Mercúrio, até atingir a sua órbita científica, prevista para Março de 2026, uma jornada muito longa para um planeta que está mais próximo da Terra do que, por exemplo, Júpiter. Mas Mercúrio apresenta os seus próprios desafios.

Os desafios de BepiColombo

Mauro Casale, responsável pelo desenvolvimento do segmento científico da missão, resume tudo o que a ESA e a indústria aeroespacial europeia tiveram de inovar no satélite, afirmando que “podemos dizer que BepiColombo está a promover a tecnologia espacial por ter construído um satélite capaz de voar num ‘forno de pizza’ e suportar o calor em Mercúrio.” Cerca de 85% da tecnologia a bordo da BepiColombo teve de ser projectada especificamente para isso, porque as condições extremas no planeta tornavam impossível que a tecnologia de outras missões pudesse ser reutilizada.

“Mudanças de temperatura que vão de -170º a 450º C, radiação solar dez vezes mais intensa e um fluxo infravermelho 20 vezes maior que na Terra, radiação ultravioleta muito intensa, o vento solar a soprar a uma velocidade de 400 km/s , etc.”, Mauro detalha um ambiente no planeta que obrigou a redesenhar muitos componentes de BepiColombo a partir do zero, especialmente nos painéis solares e no seu isolamento térmico. Além disso, também utiliza uma propulsão eléctrica solar que é inédita para missões de exploração do Sistema Solar da ESA. Ao longo deste processo de construção do satélite, participaram 83 empresas de doze países.

Os desafios não param na tecnologia. As operações científicas e o que a missão estudará em Mercúrio também apresentam os seus próprios desafios. Para começar, BepiColombo é na verdade composta por dois satélites: MPO (Sonda Planetária de Mercúrio) e MMO (Sonda Magnetosférica de Mercúrio). O primeiro é aquele que observará o planeta a partir da sua órbita, estudando a composição, a topografia e a morfologia da sua superfície e o seu interior, e o segundo focar-se-á no estudo do ambiente do planeta e da sua magnetosfera. Será a primeira vez que duas sondas fazem observações coordenadas e simultâneas de diferentes pontos do ambiente de Mercúrio, com as dificuldades operacionais que isso acarreta.

Contribuição espanhola

A indústria espanhola participou neste desenvolvimento desde o início. “A missão BepiColombo tem sido um desafio para o sector, já que tiveram que desenvolver tecnologias específicas para atender às exigentes especificações da missão,” diz María del Pilar Román, do CDTI, delegada espanhola do Comité de Programas Científicos da missão da ESA. Acrescenta ainda que, “no entanto, estes desafios resultaram em novos produtos ou capacidades em áreas de tecnologia que abriram novas oportunidades de negócios.”

Porque razão Mercúrio é assim

O que a missão tentará resolver é a razão por que Mercúrio é como o vemos actualmente, como teve origem e como evoluiu desde então até aos dias de hoje. Para tal, estudará a sua superfície e o seu interior, a composição e dinâmica da sua exosfera, a estrutura e a dinâmica da sua magnetosfera e a origem do seu campo magnético e, de passagem, serão realizadas experiências para testar a teoria da Relatividade Geral de Einstein. Mauro oferece mais dados sobre esses objectivos científicos: “BepiColombo ajudar-nos-á a entender melhor a formação e a evolução do nosso Sistema Solar e, dessa forma, contribuirá para a compreensão de como os planetas mais internos de outros sistemas extra-solares são formados e evoluem. Por exemplo, uma das medições da Messenger parece indicar que Mercúrio se formou muito mais longe do Sol (mesmo um pouco mais longe que Marte) e depois se aproximou numa etapa mais tardia.”

A missão buscará a confirmação da existência de gelo e se este provém dos impactos de cometas, por exemplo, e tentará responder por que o seu campo magnético está a 400 km de distância em relação ao centro do planeta. Todos estes dados científicos serão recebidos no ESAC, de onde as operações científicas serão coordenadas com as equipas responsáveis pelos instrumentos, a programação científica da missão será levada a cabo e os dados científicos serão processados. Além disso, operar um satélite tão próximo do Sol também será uma óptima experiência de aprendizagem para a própria agência. Mauro ressalta ainda que “como a vida da missão é limitada, é muito importante que as operações científicas sejam extremamente optimizadas, não se pode perder nem um minuto; portanto, é necessário um alto nível de automação, um curto tempo de reacção e máxima flexibilidade possível.”

A aventura BepiColombo está prestes a começar.

Astronomia On-line
12 de Outubro de 2018

 

1129: Rússia suspende lançamentos espaciais tripulados após incidente na Soyuz

NASA
Cápsula russa Soyuz acoplada à Estação Espacial Internacional

A NASA decidiu esta quinta-feira que vão ser enviados de avião para Moscovo os dois astronautas da Rússia e dos Estados Unidos que foram obrigados a uma aterragem de emergência no cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão.

Os astronautas Alexei Ovichinin, da Roscosmos, e Nick Hague, da NASA, aterraram esta quinta-feira nas estepes do país da Ásia central na sequência de uma falha no motor do foguetão russo que os deveria transportar para a Estação espacial internacional.

O administrador da NASA, Jim Bridenstine, disse numa declaração que Hague e Ovchinin estão em boas condições de saúde e serão transportados para o Centro de Treino Cosmonauta Gararin na Cidade das Estrelas, nos arredores de Moscovo. Acrescentou ainda que será iniciada “uma investigação apurada sobre a causa do incidente”.

Em paralelo, um alto responsável russo disse que o país vai suspender os lançamentos espaciais tripulados até que sejam apuradas as causas da falha na Soyuz, pouco minutos após o seu lançamento que ocorreu hoje pelas 14:40 locais (09:40 em Lisboa).

O vice-ministro russo Yuri Borisov disse aos jornalistas que a cápsula do Soyuz se ejectou automaticamente do corpo do foguetão quando ocorreu a falha, apenas 123 segundos após o seu lançamento. Assegurou ainda que a Rússia vai partilhar com os Estados Unidos toda a informação relevante em torno deste acidente.

ZAP // Lusa

Por Lusa
11 Outubro, 2018

 

1126: Falha na Soyuz leva a aterragem de emergência

NASA
Nave espacial russa SOYUZ

Equipa de astronautas que seguia esta quinta-feira a bordo da nave-espacial Soyuz rumo à Estação Espacial Internacional (EEI) foi obrigada a uma aterragem de emergência depois de detectada falha nos propulsores após o lançamento.

Após o lançamento efectuado às 9h40m, no cosmódromo Baikonur, no Cazaquistão, os dois astronautas a borda da nave russa Soyuz tiverem de realizar uma aterragem de emergência.

O russo Alexey Ovchinin da Roscosmos e o astronauta da NASA Nick Hague estavam a borda da nave espacial quando esta sofreu uma avaria nos motores.

De acordo com a NASA, os astronautas detectaram uma avaria minutos depois da descolagem em direcção ao espaço e realizaram, de seguida, um regresso de emergência à Terra em “modo balístico”, num percurso mais a pique que o normal.

De acordo com a agência russa Ria Novosti, os dois cosmonautas não correm perigo de vida e já terá sido estabelecido contacto com ambos.

Segundo o Observador, assim que o erro foi detectado, ouviu-se um sinal de alerta e a mensagem “Inaudível. Há uma emergência. Há uma falha no impulsionador. Estamos em ausência de peso”.

Os astronautas terão aterrado de volta às 10h20m no Cazaquistão e, segundo avançado pela NASA, “estão em boas condições”.

Os astronautas Alexey Ovchinin e Nick Hague deveriam chegar às 15h44m à Estação Espacial Internacional para uma missão de seis meses na estação orbital.

O norte-americano Nick Hague, a trabalhar na NASA desde 2013, iria fazer a sua primeira missão. Para o russo, esta seria a segunda missão depois de ter participado numa outra missão de seis messes em 2016 na EEI.

Este incidente ocorreu dois meses depois de detectada uma fissura na Soyuz que levou a Rússia a suspeitar de sabotagem.

ZAP //

Por ZAP
11 Outubro, 2018

 

1123: Chovem partículas minúsculas do anel mais interno de Saturno

NASA / /JPL-Caltech
A sonda Cassini da NASA

Durante as suas últimas órbitas em 2017, a sonda Cassini mergulhou entre os anéis de Saturno e a sua atmosfera, sendo banhada por uma chuva de partículas minúsculas a que os astrónomos chamaram de chuva ring rain.

A sonda internacional da NASA, que explorou Saturno e as suas luas entre 2004 e 2017, terminou os seus trabalhos no ano passado, mas as suas descobertas continuam a fascinar-nos. Agora, e pouco depois de os cientistas terem perdido contacto com Cassini, são publicados novas pesquisas sobre as órbitas finais da sonda.

De acordo com uma nova investigação, publicada na semana passada na revista Science, um equipa de cientistas recolheu com sucesso material microscópico que flui entre Saturno e o seu anel mais interno – conhecido como anel D.

“As nossas medições mostram exactamente quais são estes materiais, como é que estes são distribuídos e quanta poeira está a entrar em Saturno”, disse Hsu, autor principal do estudo e pesquisador associado do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP).

Durante décadas, os astrónomos suspeitaram que os anéis de Saturno atingiram o planeta com grãos de gelo. Agora, e com as observações de Cassini divulgadas recentemente, surgem as primeiras visões detalhadas sobre estas chuvas celestes.

A investigação aponta que a chuva dos anéis está altamente contaminada com matéria orgânica e outras moléculas, atingindo Saturno com milhares de quilogramas por segundo. compreender a quantidade e a composição destas chuvas pode ajudar a esclarecer a origem e a evolução dos anéis de Saturno, nota a Science News.

A água representa apenas 25% do material que “chove” dos anéis de Saturno para a atmosfera. De acordo com a investigação, o material restante é composto por metano, dióxido de carbono, nitrogénio, amoníaco, dióxido de carbono e nano-partículas orgânicas.

A diversidade da composição química da chuva de anéis foi “uma grande surpresa”, uma vez que observações remotas mostram que o sistema de anéis de Saturno é quase inteiramente constituído por gelo, explicou Lisa Spilker, investigadora do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, que não participou no estudo.

Os cientistas ainda não conseguem explicar com certeza por que motivo a chuva de anéis é tão desprovida de água. Mas uma coisa é certa: chove em Saturno. A cada segundo, os anéis de Saturno fazem “chover” milhares de quilogramas de de água gelada, bem como moléculas orgânicas e outras partículas minúsculas.

Golpe de engenharia e navegação

A descoberta agora divulgada é fruto da grand finale da missão, na qual Cassini realizou um conjunto de manobras arriscadas nos anéis do planeta. Segundo os cientistas, citados pela Physics.org, a recolha destas poeiras sob estas condições revelou-se um golpe de engenharia e navegação, que a equipa já aspirava desde 2010.

“Esta é a primeira vez que partículas dos anéis de Saturno são analisadas com instrumentos construídos pelo Homem”, disse Sascha Kempf, co-autora do estudo e investigadora associada do LASP. “Se há alguns anos nos tivessem perguntado se isto era possível, nos teríamos respondido ‘de forma alguma’”, reiterou a cientista.

A incrível Cassini foi lançada em 1997, tendo chegado ao sexto planeta do Sistema Solar em 2004. A sonda, fruto de um projecto conjunto da NASA, ESA e da ASI, tinha como principal objectivo estudar Saturno e os seus satélites naturais.

ZAP //

Por ZAP
10 Outubro, 2018

 

1122: Telescópio espacial Hubble avaria e aponta para direções erradas

O telescópio espacial Hubble sofreu uma avaria e começou a apontar para direcções erradas impossibilitando as observações aos cientistas

Telescópio Hubble
© Direitos reservados

A NASA já esperava que o telescópio Hubble, há 28 anos no espaço, tivesse alguma avaria este ano, mas foi surpreendida com uma falha súbita no aparelho de observação. O telescópio começou a apontar para direcções erradas e os cientistas ficaram impossibilitados de prosseguir com as observações do cosmos.

O Hubble já tinha tido problemas giratórios e em 2009, numa missão de manutenção, os astronautas da NASA substituíram três dos seus dispositivos. Kenneth Sembach, director do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, que opera o Hubble. citado pelo jornal britânico TheGuardian, admite: “O facto de termos alguns problemas de giroscópio, é uma longa tradição com o observatório”.

Giroscópios

Os giroscópios são necessários para manter o Hubble, que está a 540 quilómetros da Terra, a apontar na direcção certa durante as observações. Os astrónomos usam o telescópio para analisar profundamente o cosmos e descobrir sistemas solares distantes, bem como galáxias e buracos negros. Na semana passada foi, aliás, anunciada uma descoberta através do Hubble, a primeira lua fora do nosso sistema solar.

Desde o seu lançamento em 1990, o Hubble fez mais de 1,3 milhões de observações, Neste momento, dois dos seus giroscópios funcionam bem, segundo Kenneth Sembach, mas o terceiro é que falhou. O telescópio usa três giroscópios, mas pode ser adaptado para funcionar apenas com dois, mas nesta situação Há pouca margem para falhas. Mas o director do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial mostra-se confiante que o Hubble “tem muitos anos de boa ciência pela frente.”

Diário de Notícias
Paula Sá
09 Outubro 2018 — 08:37

 

1121: A CIÊNCIA INOVADORA DAS ÓRBITAS ULTRA-PRÓXIMAS DE SATURNO PELA CASSINI

Ilustração: sonda Cassini da NASA em órbita de Saturno.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Novas investigações emergentes das órbitas finais da sonda Cassini da NASA representam um grande avanço na compreensão do sistema de Saturno – especialmente a região misteriosa e nunca antes explorada entre o planeta e os seus anéis. Algumas ideias preconcebidas estão a mostrar-se erradas, enquanto estão sendo levantadas novas questões.

Seis equipas de investigadores publicaram os seus resultados na edição de 5 de Outubro da revista Science, com base nas descobertas do Grande Final da Cassini. Foi quando, à medida que a sonda ficava sem combustível, a equipa da missão conduziu a Cassini espectacularmente perto de Saturno em 22 órbitas antes de deliberadamente a vaporizar num mergulho final na atmosfera no mês de Setembro de 2017.

Sabendo que os dias da Cassini estavam contados, a equipa da missão procurava ouro científico. A espaço-nave voou onde nunca foi projectada para voar. Pela primeira vez, estudou o ambiente magnetizado de Saturno, voou através de partículas rochosas e geladas dos anéis e cheirou a atmosfera na divisão de 2000 km entre os anéis e o topo das nuvens. Não só a trajectória de voo levou a nave aos limites, como a novas descobertas que ilustram quão poderosos e ágeis eram os instrumentos.

Estão por vir muitos outros resultados científicos do Grande Final, mas aqui estão alguns dos destaques da semana passada:

  • Compostos orgânicos complexos embebidos em nanogrãos de água “chovem” dos anéis de Saturno para a sua atmosfera superior. Os cientistas viram água e silicatos, mas ficaram surpresos ao ver também metano, amónia, monóxido de carbono, azoto e dióxido de carbono. A composição do material orgânico é diferente daquele encontrado na lua Encélado – e também diferente do da lua Titã, o que significa que há pelo menos três reservatórios distintos de moléculas orgânicas no sistema de Saturno.
  • Pela primeira vez, a Cassini viu de perto como os anéis interagem com o planeta e observou partículas e gases no anel interno caindo directamente na atmosfera. Algumas partículas assumem cargas eléctricas e espiralam ao longo das linhas do campo magnético, caindo em Saturno a latitudes mais altas – um fenómeno conhecido como “chuva do anel”. Mas os cientistas ficaram surpresos ao ver que outras são arrastadas rapidamente para Saturno no equador. E tudo cai do anel a uma maior velocidade do que se pensava – até 10.000 kg de material por segundo.
  • Os cientistas ficaram surpresos ao ver o aspecto do material na divisão entre os anéis e a atmosfera de Saturno. Sabiam que as partículas dos anéis variam entre grandes e pequenas. Mas a amostragem na divisão exibiu partículas principalmente minúsculas, de tamanho nanométrico, como fumaça, sugerindo que algum processo ainda desconhecido “mói” as partículas.
  • Saturno e os seus anéis estão ainda mais ligados do que os cientistas pensavam. A Cassini revelou um sistema de corrente eléctrica, anteriormente desconhecido, que liga os anéis ao topo da atmosfera de Saturno.
  • Os cientistas descobriram uma nova cintura de radiação em torno de Saturno, perto do planeta e composta por partículas energéticas. Descobriram que, embora a cintura intersete o anel mais interior, este é tão ténue que não impede a formação da cintura.
  • Ao contrário de qualquer outro planeta com um campo magnético no nosso Sistema Solar, o campo magnético de Saturno está quase completamente alinhado com o seu eixo de rotação. Os novos dados mostram um campo magnético com uma inclinação inferior a 0,0095 graus (o campo magnético da Terra está inclinado 11 graus em relação ao seu eixo de rotação). De acordo com tudo o que os cientistas sabem sobre a formação dos campos magnéticos planetários, Saturno não deveria ter um. É um mistério que os físicos estão a tentar resolver.
  • A Cassini voou por cima dos pólos magnéticos de Saturno, amostrando directamente as regiões onde as emissões de rádio são geradas. As descobertas mais do que duplicaram o número de medições directas de fontes de rádio do planeta, um dos poucos locais não-terrestres onde os cientistas foram capazes de estudar um mecanismo de geração de rádio que se pensar operar por todo o Universo.
  • Para a missão Cassini, a ciência resultante das órbitas do Grande Final mais do que justificam o risco calculado de mergulhar na divisão – raspando a atmosfera superior e contornando a orla dos anéis interiores, comenta a cientista Linda Spilker, do projecto Cassini.

“Quase tudo o que acontece naquela região acabou sendo uma surpresa,” explica Spilker. “Essa foi a importância de ir até lá, de explorar um lugar onde nunca fomos antes. E a expedição realmente valeu a pena – os dados são tremendamente excitantes.”

A análise dos dados dos instrumentos da sonda Cassini vai continuar durante anos, ajudando a pintar uma imagem mais clara de Saturno.

“Permanecem muitos mistérios, enquanto montamos as peças do puzzle,” realça Spilker. “Os resultados das órbitas finais da Cassini mostraram ser mais interessantes do que podíamos imaginar.”

Astronomia On-line
9 de Outubro de 2018

 

1120: NOVA SIMULAÇÃO LANÇA LUZ SOBRE BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS EM ESPIRAL

Esta animação gira 360 graus em redor de uma versão “parada no tempo” da simulação e no plano do disco.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Um novo modelo está a aproximar os cientistas da compreensão dos tipos de sinais de luz produzidos quando dois buracos negros supermassivos, que têm milhões a milhares de milhões de vezes a massa do Sol, espiralam em direcção a uma colisão. Pela primeira vez, uma nova simulação de computador que incorpora completamente os efeitos físicos da teoria da relatividade geral de Einstein mostra que o gás em tais sistemas irá brilhar predominantemente no ultravioleta e em raios-X.

Por norma, cada galáxia com o tamanho da nossa Via Láctea ou maior contém um monstruoso buraco negro no seu centro. As observações mostram que as fusões de galáxias ocorrem com frequência no Universo mas, até agora, ninguém viu uma fusão destes gigantescos buracos negros.

“Sabemos que as galáxias com buracos negros supermassivos centrais se fundem regularmente no Universo, mas só vemos uma pequena fracção de galáxias com dois perto dos seus centros,” comenta Scott Noble, astrofísico do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “Os pares que vemos não emitem sinais fortes de ondas gravitacionais porque estão muito longe um do outro. O nosso objectivo é identificar – apenas com a luz – pares ainda mais íntimos dos quais os sinais de ondas gravitacionais podem ser detectados no futuro.”

O artigo que descreve a análise da nova simulação da equipa foi publicado no dia 2 de Outubro na revista The Astrophysical Journal e está disponível online.

Os cientistas detectaram a fusão de buracos negros de massa estelar – que variam entre cerca de 3 a várias dúzias de massas solares – usando o LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) da NSF (National Science Foundation). As ondas gravitacionais são ondulações no espaço-tempo que viajam à velocidade da luz. São criadas quando objectos massivos em órbita, como buracos negros e estrelas de neutrões, espiralam na direcção um do outro e se fundem.

As fusões supermassivas serão muito mais difíceis de encontrar do que os seus homólogos de massa estelar. Uma razão pela qual os observatórios terrestres não podem detectar ondas gravitacionais destes eventos é porque a própria Terra é demasiado barulhenta, tremendo com vibrações sísmicas e mudanças gravitacionais decorrentes de perturbações atmosféricas. Os detectores têm que estar no espaço, como a missão LISA (Laser Interferometer Space Antenna) da ESA, com lançamento planeado para a década de 2030. Os observatórios que monitorizam conjuntos de estrelas super-densas e de rápida rotação, chamadas pulsares, podem detectar ondas gravitacionais de fusões monstruosas. Como faróis, os pulsares emitem feixes regulares de luz que passam pela nossa perspectiva da Terra enquanto giram. As ondas gravitacionais podem provocar pequenas mudanças no tempo destes flashes, mas até agora os estudos não produziram qualquer detecção.

Mas os binários supermassivos perto da colisão podem ter uma coisa que os binários de massa estelar não têm – um ambiente rico em gás. Os cientistas suspeitam que a explosão de super-nova que produz um buraco negro estelar também afugenta a maior parte do gás circundante. O buraco negro consome o pouco que resta tão rapidamente que não sobra muito para brilhar quando a fusão acontece.

Por outro lado, os buracos negros supermassivos resultam de fusões de galáxias. Cada buraco negro super-massivo traz com ele uma comitiva nuvens de gás e poeira, estrelas e planetas. Os cientistas pensam que uma colisão galáctica impulsiona grande parte deste material na direcção dos buracos negros centrais, que o consomem numa escala de tempo semelhante à necessária para a fusão do binário. À medida que os buracos negros se aproximam, as forças magnéticas e gravitacionais aquecem o gás restante, produzindo luz que os astrónomos são capazes de observar.

“É muito importante prosseguir de duas formas,” afirma a co-autora Manuela Campanelli, directora do Centro para Relatividade e Gravitação Computacional do Instituto de Tecnologia de Rochester, em Nova Iorque, que iniciou o projecto há nove anos. “A modelagem desses eventos requer ferramentas computacionais sofisticadas que incluem todos os efeitos físicos produzidos por dois buracos negros supermassivos que se orbitam um ao outro a uma fracção da velocidade da luz. Saber quais os sinais de luz que podemos esperar, destes eventos, vai ajudar à identificação em observações modernas. A modelagem e as observações serão então alimentadas umas às outras, ajudando-nos a melhor compreender o que acontece nos corações da maioria das galáxias.”

A nova simulação mostra três órbitas de um par de buracos negros supermassivos a apenas 40 órbitas da fusão. Os modelos revelam que a luz emitida neste estágio do processo de fusão pode ser dominada pela radiação ultravioleta com alguns raios-X altamente energéticos, semelhante ao que é visto em qualquer galáxia com um buraco negro super-massivo bem alimentado.

Três regiões de gás emissor de luz brilham à medida que os buracos negros se fundem, todas ligadas por correntes de gás quente: um grande anel que rodeia todo o sistema, chamado disco circumbinário, e dois mais pequenos em redor de cada buraco negro, chamados mini-discos. Todos estes objectos emitem predominantemente raios UV. Quando o gás flui para um mini-disco a uma alta velocidade, a luz ultravioleta do disco interage com a coroa do buraco negro, uma região de partículas subatómicas altamente energéticas acima e abaixo do disco. Esta interacção produz raios-X. Quando a taxa de acreção é mais baixa, a radiação UV diminui em relação aos raios-X.

Com base na simulação, os investigadores esperam que os raios-X emitidos por uma fusão próxima sejam mais brilhantes e mais variáveis do que os raios-X vistos em buracos negros supermassivos individuais. O ritmo das mudanças está ligado à velocidade orbital do gás, localizado na fronteira interior do disco circumbinário, bem como à velocidade orbital dos buracos negros em fusão.

“A maneira como ambos os buracos negros reflectem luz dá origem a efeitos complexos de lente,” realça Stéphane d’Ascoli, estudante de doutoramento na Écola Normale Supérieure em Paris, autor principal do artigo. “Algumas características exóticas foram uma surpresa, como as sombras em forma de sobrancelha que um buraco negro cria ocasionalmente perto do horizonte do outro.”

A simulação correu no supercomputador Blue Waters do Centro Nacional de Aplicações de Super-computação da Universidade do Illinois em Urbana-Champaign. A modelagem das três órbitas do sistema levou 46 dias em 9600 núcleos de computação. Campanelli disse que a colaboração recebeu recentemente um tempo adicional para utilização do Blue Waters a fim de continuar o desenvolvimento dos seus modelos.

A simulação original estimou as temperaturas do gás. A equipa planeia refinar o seu código para modelar como os parâmetros variáveis do sistema, como por exemplo a temperatura, distância, massa total e taxa de acreção, afectam a luz emitida. Estão interessados em ver o que acontece com o gás que viaja entre os dois buracos negros, além de modelar períodos de tempo mais longos.

“Nós precisamos de encontrar sinais na luz buracos negros supermassivos binários distintos o suficiente para que os astrónomos possam encontrar esses sistemas raros por entre a multidão de buracos negros supermassivos,” comenta o co-autor Julian Krolik, astrofísico da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, EUA. “Se pudermos fazer isso, podemos descobrir a fusão de buracos negros supermassivos antes que sejam vistos por um observatório de ondas gravitacionais espacial.”

Astronomia On-line
9 de Outubro de 2018