2950: A Mars Express completou 20.000 órbitas em torno do Planeta Vermelho

CIÊNCIA

A sonda Mars Express, a primeira missão planetária da Agência Espacial Europeia (ESA), completou 20.000 órbitas em torno do planeta Marte.

Lançada a 2 de Junho de 2003, a sonda Mars Express chegou ao Planeta Marte na noite de 25 de Dezembro do mesmo ano. No dia 26 de Outubro de 2019, esta nave espacial completou as suas 20.000 órbitas em torno do planeta.

A High Resolution Stereo Camera (HRSC), uma câmara de alta resolução desenvolvida e construída pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR), é a responsável por fotografar a superfície de Marte, e está a bordo do Mars Express desde Janeiro de 2004, com resoluções de 10 metros por pixel, em cores e em três dimensões.

MediaLab / ESA
Sonda Mars Express, da ESA

Segundo o Europa Press, trata-se da primeira colecção topográfica de dados de imagem para um planeta diferente da Terra. No total, a câmara registou 363 gigabytes de dados brutos que foram pré-processados cá para produzir 5,5 gigabytes de dados de imagens com utilidade a nível científico.

O HRSC registou 75% da área de, aproximadamente, 150 milhões de quilómetros quadrados do Planeta Vermelho, com resoluções de imagem de 10 a 20 metros por pixel.

Os modelos digitais de terreno HRSC também são utilizados ao seleccionar os locais de pouso do observatório geofísico InSight, da NASA, ou ExoMars (que será lançado em 2020), bem como os rovers Curiosity e Mars 2020, da NASA.

A órbita da Mars Express é altamente elíptica: vai de pólo a pólo e transporta a sonda a distâncias entre os 240 quilómetros e os 10.000 quilómetros da superfície marciana.

ZAP //

Por ZAP
3 Novembro, 2019

 

2691: Alguns planetas podem orbitar um buraco negro super-massivo em vez de uma estrela

CIÊNCIA

NASA Goddard

Estamos habituados à ideia de que um planeta orbita estrelas. No entanto, estes corpos celestes podem também existir em torno de buracos negros super-massivos.

Os cientistas já haviam adoptado a ideia de que há planetas a orbitar buracos negros mais pequenos, mas nada se sabe sobre a possibilidade de estes corpos espaciais orbitarem buracos negros super-massivos. Keiichi Wada, da Universidade de Kagoshima, no Japão, decidiu aplicar modelos de formação planetária para ver se esta hipótese pode ser real.

“Este é o primeiro estudo que afirma a possibilidade de formação” directa “de objectos semelhantes a planetas que não estão associados a estrelas, mas sim a buracos negros super-massivos”, afirmou a cientista, citada pelo New Scientist.

Os cientistas desconfiam que a formação de planetas começa com um disco de poeira e gás em torno de uma estrela. Gradualmente, este material agrupa-se e a gravidade atrai ainda mais material, construindo assim um planeta.

Wada e a sua equipa analisaram de que forma os discos conhecidos por cercar buracos negros super-massivos se comportariam e mostraram que este processo, muito semelhante ao da formação planetária, pode mesmo acontecer. “Basicamente, trata-se do mesmo processo que a formação de planetas normais ao redor das estrelas”, resume Wada.

Graças à sua enorme massa e força gravitacional, os buracos negros super-massivos distorcem o tempo espacial de maneiras estranhas. No entanto, os planetas em órbita podem não sentir efeitos estranhos, como a dilatação do tempo. Wada diz que, provavelmente, estes planetas orbitariam a uma grande distância – entre 10 e 30 anos-luz -, onde os efeitos extremos da relatividade geral seriam “desprezíveis”.

Os sistemas planetários em torno de um buraco negro super-massivo podem não ser como os sistemas estelares. “A quantidade de poeira é enorme”, o que significa que a massa dos planetas seria muito grande – cerca de 10 vezes mais massivos do que a Terra. Além disso, poderia haver até 10.000 planetas em torno de um único buraco negro. O artigo científico da equipa foi publicado no arXiv.org.

Sean Raymond, da Universidade de Bordeaux, diz que a lógica da equipa da universidade japonesa é plausível. Ainda assim, o cientista afirma que pode ser possível que os planetas se aproximem de um buraco negro super-massivo e existam em números ainda maiores.

Teoricamente, é possível que milhões de planetas orbitem um buraco negro super-massivo, mas isso exige que muitas coisas sejam perfeitas”, afirmou.

Detectar directamente estes planetas seria muito difícil por causa das vastas distâncias envolvidas. Ainda assim, através da astronomia infravermelha, pode ser possível observar o disco proto-planetário e, desta forma, conseguir provas indirectas de que planetas orbitam em torno de buracos negros super-massivos.

ZAP //

Por ZAP
23 Setembro, 2019

 

1517: Órbitas misteriosas nos confins do Sistema Solar podem ser explicadas sem a existência do Planeta Nove

Para lá de Neptuno existe um grande disco de objectos pequenos, de nome Cintura de Kuiper, e ainda mais longe está a Nuvem de Oort, o lar dos cometas. Esta impressão de artista mostra uma região da Cintura de Kuiper, repleta com núcleos gelados de potenciais cometas.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

As estranhas órbitas de alguns objectos nas áreas mais distantes do nosso Sistema Solar, que alguns astrónomos teorizam serem moldadas por um nono planeta ainda por descobrir, podem ao invés ser explicadas pela força gravitacional combinada de pequenos objectos que orbitam o Sol para lá de Neptuno.

A explicação alternativa à hipótese denominada de “Planeta Nove”, apresentada por investigadores da Universidade de Cambridge e da Universidade Americana de Beirute, propõe um disco composto por pequenos corpos gelados com uma massa combinada equivalente a dez massas terrestres. Quando combinada com um modelo simplificado do Sistema Solar, as forças gravitacionais do disco teorizado podem explicar a arquitectura orbital invulgar exibida por alguns objectos nos limites exteriores do Sistema Solar.

Embora a nova teoria não seja a primeira a propor que as forças gravitacionais de um disco massivo constituído por objectos pequenos podem evitar a necessidade de um nono planeta, é a primeira teoria capaz de explicar as características significativas das órbitas observadas tendo em conta a massa e a gravidade dos outros oito planetas do nosso Sistema Solar. Os resultados foram divulgados na revista científica The Astronomical Journal.

Para lá da órbita de Neptuno, encontramos a Cintura de Kuiper, composta por corpos pequenos remanescentes da formação do Sistema Solar. Neptuno e os outros planetas gigantes influenciam gravitacionalmente os objectos na Cintura de Kuiper e além, conhecidos colectivamente como Objetos Transneptunianos (TNOs, em inglês “trans-Neptunian Objects”), que rodeiam o Sol em órbitas quase circulares e em quase todas as direcções.

No entanto, os astrónomos descobriram alguns “outliers” misteriosos. Desde 2003 que foram localizados cerca de 30 TNOs em órbitas altamente elípticas: destacam-se do resto dos TNOs partilhando, em média, a mesma orientação espacial. Este tipo de agrupamento não pode ser explicado pela arquitectura existente do Sistema Solar com oito planetas e levou alguns astrónomos a supor que as órbitas invulgares podem ser influenciadas pela existência de um nono planeta ainda desconhecido.

A hipótese do “Planeta Nove” sugere que, para explicar as órbitas invulgares desses TNOs, teria que haver outro planeta, que se acredita ser dez vezes mais massivo do que a Terra, escondido nos confins distantes do Sistema Solar e “pastoreando” os TNOs na mesma direcção através do efeito combinado da sua gravidade e da do resto do Sistema Solar.

“A hipótese do Planeta Nove é fascinante, mas se o nono planeta realmente existe até agora evitou a detecção,” comenta Antranik Sefilian, co-autor do artigo e estudante de doutoramento do Departamento de Matemática Aplica e Física Teórica de Cambridge. “Nós queríamos ver se podia haver outra razão menos dramática e talvez mais natural para as órbitas invulgares que vemos em alguns TNOs. Pensámos, ao invés de permitirmos um nono planeta e de nos preocuparmos com a sua formação e órbita invulgar, porque não simplesmente explicar a gravidade de pequenos objectos que constituem um disco para lá da órbita de Neptuno e ver o que acontece?”

O professor Jihad Touma, da Universidade Americana de Beirute, e o seu ex-aluno Sefilian modelaram a dinâmica espacial completa dos TNOs com a acção combinada dos planetas exteriores gigantes e um grande disco massivo para lá de Neptuno. Os cálculos desta dupla de cientistas, que surgiram de um seminário na Universidade Americana de Beirute, revelaram que tal modelo pode explicar as órbitas perplexas espacialmente agrupadas de alguns TNOs. No processo, foram capazes de identificar gamas na massa do disco, a sua excentricidade e mudanças graduais forçadas nas suas orientações (precessão), que reproduziram com precisão as órbitas dos TNOs.

“Se removemos o Planeta Nove do modelo e permitimos vários objectos pequenos espalhados por uma área ampla, as atracções colectivas entre esses objectos podem explicar facilmente as órbitas excêntricas que vemos em alguns TNOs,” disse Sefilian, membro do Darwin College de Cambridge.

As tentativas anteriores de estimar a massa total dos objectos para lá de Neptuno apenas contribuíram para cerca de um-décimo da massa da Terra. No entanto, para que os TNOs tenham as órbitas observadas e para que não exista um Planeta Nove, o modelo apresentado por Sefilian e Touma requer que a massa combinada da Cintura de Kuiper esteja entre algumas a dez vezes a massa da Terra.

“Ao observar outros sistemas, muitas vezes estudamos o disco em redor da estrela hospedeira para inferir as propriedades de quaisquer planetas em órbita,” acrescentou Sefilian. “O problema é que quando observamos o disco a partir do interior do sistema, é quase impossível ver o seu todo de uma só vez. Embora não tenhamos evidências observacionais directas do disco, também não as temos para o Planeta Nove, razão pela qual estamos a investigar outras possibilidades. No entanto, é interessante notar que as observações de análogos da Cintura de Kuiper em torno de outras estrelas, bem como de modelos de formação planetária, revelam populações remanescentes massivas de detritos.

“Também é possível que ambos os cenários possam ser verdadeiros – pode haver um disco massivo e um nono planeta. Com a descoberta de cada novo TNO, reunimos mais evidências que podem ajudar a explicar o seu comportamento.”

Astronomia On-line
25 de Janeiro de 2019

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1120: 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

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536: A órbita da Terra está a fazer uma coisa estranha (há centenas de milhões de anos)

Martin Kornmesser, The International Astronomical Union / Wikimedia

Os cientistas têm suspeitado por muito tempo que as interacções planetárias tendem a mudar devagar a órbita do nosso planeta. Agora, os investigadores descobriram provas irrefutáveis em pedras antigas que mostram que este ciclo existe há centenas de milhões de anos.

As descobertas dos astrónomos foram publicadas na segunda-feira na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences.

A órbita terrestre mudou de forma de praticamente circular para uma forma 5% elíptica.

Este processo deve-se à interacção gravitacional entre o nosso planeta, Vénus e Júpiter. Agora, os investigadores desenterraram pedras antigas que mostram a existência deste ciclo já no período tardio do Triásico, há 215 milhões de anos.

Estas descobertas podem ter um grande impacto na forma como modelamos o clima passado da Terra, particularmente nas temperaturas globais que não são fáceis de explicar. Até é possível que os efeitos deste ciclo tenham desempenhado algum papel na evolução dos primeiros dinossauros.

“Há outro, mais curto, ciclo de órbita, mas quando olhamos para o passado, é muito difícil saber qual de qual estamos a falar, porque os ciclos de órbita mudam ao longo do tempo”, explicou Dennis Kent, autor principal do estudo e especialista em paleomagnetismo na Universidade de Columbia, em Nova Iorque. “A beleza desta ciclo é que se mantém sozinho e não muda.”

Os ciclos que a Terra experimenta são conhecidos como ciclos de Milankovitch, depois de o matemático sérvio os ter descoberto em 1920. Há um ciclo de 100.000 anos que afecta a excentricidade da órbita do planeta, semelhante ao de 450.000 anos. Há também um ciclo de 41.000 anos no qual a inclinação do nosso planeta muda em relação ao plano da órbita. E, por fim, há um ciclo de 21.000 anos porque o eixo do nosso planeta oscila e não aponta sempre na mesma direcção.

Estes ciclos afectam o clima porque mudam a quantidade de energia que o Hemisfério Norte – onde a maioria da massa do planeta está localizada – recebe do Sol, o que pode criar grandes mudanças no clima global.

Actualmente, a órbita terrestre está na fracção praticamente circular do ciclo de 405.000 anos, na qual o clima tende a ser mais quente. No entanto, esta não é, de maneira nenhuma, a causa do aquecimento global.

“Todo o dióxido de carbono que atiramos para o ar é obviamente a grande causa. Isso tem um efeito mensurável. O ciclo planetário é um pouco mais subtil”, afirmou Kent. “Está muito abaixo na lista de coisas que podem afectar o clima em escalas de tempo que são importantes para nós.”

ZAP // IFL Science

Por ZAP
12 Maio, 2018

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