5390: NASA reveals flight zone for historic helicopter flight on Mars

SCIENCE/MARS/HELICOPTER ingenuity

Ingenuity, an experimental helicopter, is nearing its debut flight

NASA has locked in a location on Mars for the first demo flight of its mini helicopter named Ingenuity, engineers announced on Tuesday. The four-pound rotorcraft is gearing up to attempt the first powered flight on another planet, demonstrating a new capability that could unlock access to hard-to-reach areas of other celestial bodies in the future.

Ingenuity arrived on Mars in February, clinging to the belly of the Perseverance rover, surviving a seven-month trek through deep space and an intense seven-minute landing sequence through Mars’ atmosphere. Within a few hours of Perseverance’s landing, engineers started analyzing orbital imagery to find a prime flight zone to drop off Ingenuity for its first flight — “an area where it is safe for the helicopter to take off, and also safe for the helicopter to land again after flight,” the craft’s chief pilot, Håvard Grip, said.

The landing site, he said, needed to be flat and free of any large rocks that could threaten Ingenuity’s flight demos. But it also needed to have “texture” — distinct features on the ground that the helicopter’s AI-powered navigation camera can spot to track its whereabouts during flight. Soon after landing, “we began to realize that we might just have a really great airfield right in front of our noses,” Grip told reporters at a press briefing on Tuesday.

Perseverance is in the middle of a days-long drive to the flight zone, just 196 feet away from the landing site. When it arrives, the craft will be lowered to the ground. Then Perseverance will spend roughly 25 hours driving about 330 feet away to a location NASA named the Van Zyl Overlook as a tribute to Jakob Van Zyl, a senior Jet Propulsion Laboratory scientist who died last year.

Dropping Ingenuity off in its flight zone is “a very prescribed and meticulous process,” said Farah Alibay, who leads Ingenuity’s integration with Perseverance. Ingenuity will need to be flipped from its current horizontal position on the rover to a vertical position before touching the ground, which will take “multiple days,” she said. “The most stressful day, at least for me, is gonna be that last day while we finally separate the helicopter and drop Ingenuity on the ground.”

Engineers test Ingenuity’s deployment from Perseverance using mock-ups.Image: NASA / JPL

Lockheed Martin designed the Mars Helicopter Delivery System that will help Ingenuity’s tiny landing legs set foot on the ground. Keeping that delivery system lightweight while secure was a huge challenge even for Lockheed, which has decades of experience designing space systems. “We had to toss all that heritage and knowledge aside and literally start from scratch with a new electrical connection design,” Jeremy Morrey, Lockheed’s top engineer for the deployment system, told The Verge in an interview.

Once on the ground, NASA engineers expect Ingenuity to conduct its first flight test no earlier than April 8th, give or take a few days depending on Mars’ weather. The helicopter’s flight zone is shaped like a mini running track, with a box-shaped takeoff and return area on one side of the zone. “The first flight is special — it’s by far the most important flight we plan to do,” Grip said, adding that a successful first flight will mean “complete mission success.”

For that debut flight, Ingenuity will climb nearly 10 feet (3 meters), hover in place for about 30 seconds, turn in midair, then descend for a landing. It will be fully autonomous, operating on commands sent by engineers back on Earth the day prior. A 0.5-megapixel navigation camera on Ingenuity’s underside will be snapping 30 photos per second of the ground to inform its movement.

Ingenuity has another, more powerful camera with 13 megapixels facing the horizon. That will snap pictures in midair, while cameras aboard Perseverance will aim to capture the helicopter in flight. All of those pictures will eventually be transmitted back to Earth.

The flight model of NASA’s Ingenuity Mars Helicopter. Image: NASA / JPL

Four more flight tests are planned in a month-long window after Ingenuity’s first 10-foot takeoff. What the helicopter does during those flight tests will largely depend on the results of the first one. “It could, in principle, go higher currently as designed,” Grip said. “There may be cases where, if everything goes well during our nominal flights, we might stretch things a little bit beyond the nominal flight.”

After that, Ingenuity’s test campaign will likely come to an end. It’s a demo mission, and Perseverance has other objectives to focus on, like collecting Martian soil samples for a future Mars mission to bring back to Earth.

If successful, Ingenuity will mark the first powered flight on another world. A mission to Venus by the Soviet Union in the 1980s under its Vega program claimed the title for first off-world flight, with two balloon aerobots (not powered) flying into the clouds of Venus. Off-world helicopters like Ingenuity, if proven to be viable, could be used in future missions to trek places where wheeled rovers can’t reach, like caves, tunnels, or mountaintops.

Even before Ingenuity’s first flight, engineers are already celebrating making it this far. Having a tiny, four-pound helicopter survive a trip from Earth to Mars is no easy task, said Morrey, the Lockheed engineer. “You have to survive launch on a rocket while carrying a carbon fiber feather. It’s never been done before,” he said of a mission like this.

The Verge

23/03/2021


5389: Encontradas moléculas nunca vistas no Espaço. Estavam escondidas entre as estrelas

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

M. Weiss / Center for Astrophysics / Harvard & Smithsonian

Uma equipa de investigadores descobriu um vasto reservatório até então desconhecido de novo material aromático numa nuvem molecular fria e escura, detectando, pela primeira vez, moléculas individuais de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos no meio interestelar.

“Sempre pensámos que os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos se formavam principalmente na atmosfera de estrelas moribundas”, disse Brett McGuire, professor assistente de química no Instituto de Tecnologia de Massachusetts e investigador principal do projecto Green Bank Telescope (GBT) Observations of TMC-1: Hunting Aromatic Molecules (GOTHAM), em comunicado divulgado pelo EurekAlert.

Pela primeira vez, segundo McGuire, estes hidrocarbonetos foram encontrados “em nuvens escuras e frias, onde as estrelas ainda nem se começaram a formar“.

Agora, os investigadores estão a começar a responder a um mistério científico de três décadas: como e onde se formam estas moléculas no Espaço?

Moléculas aromáticas e PAHs – hidrocarbonetos aromáticos policíclicos – são bem conhecidos pelos cientistas. As moléculas aromáticas existem na composição química dos seres humanos e de outros animais e são encontradas em alimentos e medicamentos.

Da mesma forma, os PAHs são poluentes formados a partir da queima de muitos combustíveis fósseis e estão entre os carcinógenos formados quando vegetais e carne são carbonizados em altas temperaturas.

“Acredita-se que os hidrocarbonetos aromáticos poli-cíclicos contenham até 25% do carbono do Universo”, disse McGuire. “Agora, pela primeira vez, temos uma janela directa para a química deles que nos permitirá estudar em detalhe como esse enorme reservatório de carbono reage e evolui através do processo de formação de estrelas e planetas.”

Cientistas suspeitam da presença de PAHs no Espaço desde os anos 1980, mas o novo estudo fornece a primeira prova definitiva da sua existência em nuvens moleculares.

Para pesquisar as moléculas indescritíveis, a equipa concentrou-se na Taurus Molecular Cloud (TMC-1) – uma grande nuvem pré-estelar de poeira e gás localizada a cerca de 450 anos-luz da Terra que colapsou sobre si mesma para formar estrelas – e o que descobriram foi surpreendente.

“De décadas de modelagem anterior, acreditávamos ter um entendimento bastante bom da química das nuvens moleculares”, disse o astro-químico Michael McCarthy. “O que estas novas observações astronómicas mostram é que essas moléculas não estão só presentes em nuvens moleculares, mas em quantidades que são de magnitude maior do que os modelos padrão preveem.

“Nos últimos 30 anos ou mais, os cientistas têm observado o marcador da massa dessas moléculas na nossa galáxia e outras galáxias em infravermelho, mas não conseguimos ver que moléculas individuais compunham essa massa. Com a adição da radioastronomia, em vez de ver essa grande massa que não podemos distinguir, estamos a ver moléculas individuais“, disse McGuire.

Para a sua surpresa, a equipa não descobriu só uma nova molécula escondida no TMC-1, mas sim 1-cianonaftaleno, 1-ciano-ciclopentadieno, HC11N, 2-cianonaftaleno, vinil cianoacetileno, 2-ciano-ciclopentadieno, benzonitrila, trans-(E)-cianovinilacetileno, HC4NC e propargilcianeto, entre outros.

“Há 50 anos, coleccionámos pequenas moléculas e agora descobrimos que há uma porta nos fundos. Quando abrimos aquela porta e olhámos, encontrámos este armazém gigante de moléculas e química que não esperávamos”, disse McGuire.

“Tropeçámos num novo conjunto de moléculas, diferente de tudo que conseguimos detectar anteriormente, e isso mudará completamente a nossa compreensão de como essas moléculas interagem entre si”, disse McGuire.

“Quando essas moléculas ficam suficientemente grandes para serem as sementes da poeira interestelar, têm a possibilidade de afectar a composição dos asteróides, cometas e planetas, as superfícies nas quais os gelos se formam e talvez, por sua vez, até mesmo os locais onde os planetas se formam dentro de sistemas estelares”, continuou.

Antes do lançamento do GOTHAM em 2018, os cientistas catalogaram 200 moléculas individuais no meio interestelar da Via Láctea. Estas novas descobertas levaram a equipa a se perguntar o que há mais lá fora.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Science.

Por Maria Campos
24 Março, 2021


5387: Primeira tentativa de voar de helicóptero em Marte será em Abril

CIÊNCIA/MARTE/TECNOLOGIA

Se a experiência for bem-sucedida, será uma façanha, porque o ar marciano tem uma densidade equivalente a apenas 1% da atmosfera da Terra

© Patrick T. FALLON / AFP

A NASA fará uma primeira tentativa de voo de um dispositivo motorizado noutro planeta no início de Abril, quando testará o helicóptero Ingenuity em Marte, anunciou a agência espacial dos Estados Unidos esta terça-feira.

Por enquanto, este helicóptero ultra-leve, semelhante a um grande drone, está dobrado e acoplado à parte inferior do rover Perseverance, que pousou no planeta vermelho no mês passado.

“A nossa melhor estimativa é 8 de Abril”, revelou Bob Balaram, engenheiro-chefe do Ingenuity, numa conferência de imprensa sobre a data do evento que será o equivalente ao primeiro voo de uma aeronave na Terra pelos Irmãos Wright em 1903.

No entanto, o dia exacto da tentativa de voo ainda pode mudar, esclareceu o engenheiro.

Se a experiência for bem-sucedida, será uma façanha, porque o ar marciano tem uma densidade equivalente a apenas 1% da atmosfera da Terra.

Espera-se que o primeiro voo seja muito simples: após descolar verticalmente, o helicóptero voará a uma altitude de três metros, pairará ali por 30 segundos e fará uma curva antes de pousar no solo novamente.

O dispositivo receberá instruções da Terra algumas horas antes, mas analisará a sua posição em relação ao solo durante o próprio voo, tirando 30 fotos por segundo.

A NASA já determinou o terreno sobre o qual o mini-helicóptero voará, localizado ao norte do local de pouso do rover.

O Perseverance ainda não chegou ao destino, o que “levará mais alguns dias”, disse Farah Alibay, chefe de ligação da NASA entre as equipas encarregadas do veículo e do helicóptero.

O Ingenuity será posicionado no local preciso de lançamento antes de ser desacoplado do rover, que então se distanciará dele.

Assim que o helicóptero estiver a uma distância segura do Perseverance, o rover deve mover-se cerca de cinco metros para não obscurecê-lo, o que levará aproximadamente 25 horas. O helicóptero precisará do sol para abastecer de energia seus painéis solares antes da chegada da gelada noite marciana.

O rover será então posicionado num ponto de observação para capturar as proezas da nave com suas câmaras. Estão planeados até cinco voos de dificuldade gradual, distribuídos ao longo de um mês.

Composto por quatro pés, um corpo e duas hélices sobrepostas, o Ingenuity pesa apenas 1,8 kg e mede 1,2 metros de largura.

O programa deste helicóptero custou à NASA cerca de 85 milhões de dólares (cerca de 71 milhões de euros).

No futuro, esses dispositivos podem ser cruciais para a exploração do planeta, sendo capazes de ir onde os rovers não podem, como os desfiladeiros.

Diário de Notícias
DN/AFP
23 Março 2021 — 22:49


World’s oldest meteor crater isn’t what it seems

SCIENCE/ASTRONOMY/METEOR

New controversial claim suggests it’s not a meteor crater at all

(Image credit: Shutterstock)

The world’s oldest meteor impact crater is not a crater at all, say scientists of a new study suggesting natural forces put the giant indent into Earth’s surface. But the jury is still out.

The wannabe crater, known locally as the Maniitsoq structure, is located 34 miles (55 kilometers) southeast of the town of Maniitsoq in Greenland. The structure is around 62 miles (100 km) in diameter and formed around 3 billion years ago, although its origin has been disputed in recent years.

In 2012, geologist Adam Garde, of the Geological Survey of Denmark and Greenland, and colleagues said they had found evidence that the Maniitsoq structure was created by a meteor impact, calling it the earliest known example of its kind on Earth. However, a new study calls into question the 2012 team’s findings.

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“After an extensive investigation of the Maniitsoq region, we have not yet found evidence of microscopic shock deformation that is found in nearly all other impact craters,” lead author Chris Yakymchuk, a geologist at the University of Waterloo in Canada, told Live Science. “Our data indicate that the structure in the region is the product of ancient plate tectonic movement, deformation and heating over hundreds of millions of years.”

However, Garde said he is not convinced.

Part of the Maniitsoq structure in southeast Greenland. (Image credit: University of Waterloo)

Not an impact crater?

Garde and his colleagues concluded the Maniitsoq structure is an impact crater mainly due to the structure of rocks at its center, they wrote in 2012 in the journal Earth and Planetary Science Letters. The researchers said that the depth of those rocks and the way they had been forced into the ground could be explained only by the impact of a meteorite.

“With the data they had at the time, an impact origin was plausible,” Yakymchuk said. “Our goal was to test the impact hypothesis using more data collected with a wider array of techniques.”

Other studies had already shed some doubt on the 2012 findings, but Yakymchuk said he and his team arrived with an “open mind” about the structure’s origin when they started their research in 2016.

Their main evidence against an impact origin comes from an analysis of zircon crystals — extremely durable and minute structures made up of zirconium silicate. The team analyzed more than 5,000 of these mineral grains and didn’t find any evidence — such as fractures within the crystals — of them being damaged by a powerful impact.

“Zircon crystals are microscopic time capsules that can capture the damage produced from shock waves generated during a meteorite impact,” Yakymchuk said. “We did not find any damage that indicated ancient shock waves passed through these minerals.”

Recently, scientists have used these crystals to show that Earth’s crust grew rapidly at around the same time the Maniitsoq structure was formed, Live Science previously reported. This kind of tectonic growth spurt likely created the Maniitsoq structure, the researchers said.

Yakymchuk’s team also found a different age for the structure.

“When we started to combine some field observations with data on the age of specific rock units, it started to point us away from an impact crater origin,” Yakymchuk said. “The age we retrieved was 40 million years younger than the proposed age of impact.”

Contrasting views

The new findings highlight the need to continually challenge previous studies, which is an important part of the scientific process, Yakymchuk said. “As we develop new scientific techniques and technologies, we are always testing previous hypotheses.”

However, the authors of the 2012 study argue the new paper doesn’t tell the whole story.

“The most obvious single feature of the Maniitsoq structure that requires an extraterrestrial impact is the central part of the structure,” Garde, lead author of the 2012 study, told Live Science. “I would be happy to change my interpretation, but I would first of all need to see a convincing alternative physical explanation.”

Natural geological processes aren’t enough to explain the formation of the structure, especially in the central regions where rocks appear to have been put under a tremendous amount of force, Garde said.

“Our observations are not discussed in the new study, although they are of fundamental importance,” Garde said.

He also doesn’t think that zircon crystals can tell the whole story because no other proposed impact craters are this old, meaning the evidence for a past impact might have been wiped away by geological processes over the eons. Other studies have also shown that zircon crystals can get damaged on the surface without any visible damage within the crystals, Garde said.

“Yakymchuk et al. have not studied the exterior surfaces of the zircons they have imaged,” Garde said. “So also as regards the zircons something is missing in their story.”

However, the Maniitsoq structure is no longer recognized as an impact crater, according to the Earth Impact Database. Instead, a study published Jan. 21 in the journal Nature claims the Yarrabubba impact structure in Western Australia, at around 2.2 billion years old, is now the oldest known impact crater.

The new study was published online March 1 in the journal Earth and Planetary Science Letters.

Originally published on Live Science.
By Harry Baker – Staff Writer
23/03/2021


5383: NASA’s new Mars rover is about to spawn a tiny helicopter

SCIENCE/MARS/ROVER

The mini Ingenuity helicopter aims to become the first off-Earth rotorcraft

Ingenuity’s debris shield lies beneath Perseverance NASA/JPL

NASA’s Perseverance rover is getting ready to deploy a mini-helicopter named Ingenuity on Mars. The four-pound, four-blade rotorcraft will attempt the first flight of its kind on another planet, and in the process, it will test a new mode of mobility that could transform the way we Earthlings remotely explore other worlds.

The craft is currently attached to the belly of Perseverance, which landed at Mars’ Jezero crater in February. One of the first steps toward setting the baby helicopter off on its debut flight came this weekend when Perseverance dropped a protective shell and exposed Ingenuity to the bright Martian sunlight for the first time. “Away goes the debris shield, and here’s our first look at the helicopter,” the rover’s Twitter account said on Sunday.

After dropping the debris shield, Perseverance will spend a couple of days driving itself to Ingenuity’s flight zone, which NASA officials plan to unveil in a press conference on Tuesday. The helicopter will be lowered to the ground, and Perseverance will scoot away to a safe distance of about 330 feet, leaving Ingenuity to unlock its rotor blades and carry out a few spin tests. NASA expects the first test flights to come “no earlier than the first week of April,” a statement read.

The artificial boundaries of the flight zone, wherever it is, will be a 50-foot-long oval patch of land that Ingenuity will need to stay within during its flight tests. Perseverance will drop the helicopter off near one end of this flight zone, in a space engineers call the helipad.

Deploying the first helicopter on Mars is no easy task. Ingenuity’s team of engineers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory had to account for a Martian atmosphere 100 times thinner than Earth’s, which means the craft needs to work much harder than Earth-bound helicopters to lift itself off the ground.

And it’s not just a more powerful toy drone: Ingenuity is an $85 million spacecraft built to withstand an extremely turbulent ride to Mars — from the violent rumbling during liftoff from Earth last summer to Perseverance’s seven-minute landing sequence through Mars’ atmosphere in February. Its design also has to comply with the international 1967 Outer Space Treaty, which requires signatories to ensure their spacecraft don’t contaminate environments on other planets.

“This was a design challenge that straddled both the aircraft and spacecraft boundaries,” says Bob Balaram, Ingenuity’s chief engineer. The team’s biggest challenge, he said, was creating a craft that can spin its blades fast enough to generate thrust, while keeping the overall design simple and lightweight — “otherwise whatever lift you generate doesn’t do any good if you’ve gotten too heavy in the process in the design.”

Packing all that power in the craft’s four-pound body is made possible by a rectangular solar panel installed above the craft’s four carbon fiber blades. That panel also holds a tiny telecommunications device that can communicate with a node on Perseverance’s body called the Mars Helicopter Base Station, even from as far as nine football fields away. The Base Station will help relay signals back to Earth.

Beneath the blades is a tissue box-sized fuselage that houses flight sensors, two cameras, batteries, and mini “survival heaters” that protect Ingenuity from freezing during nighttime on Mars, where temperatures drop as low as negative 130 degrees Fahrenheit. One of the two cameras has a 13-megapixel color camera facing the horizon that will snap and send images to Perseverance mid-flight (the other camera has a 0.5-megapixel black-and-white sensor used for navigation).

In all, Ingenuity will attempt to carry out five flight tests within a short, 30-day window. If the tests work, similar helicopter tech could be used in other missions, to trek places where wheeled rovers can’t reach, like caves, tunnels, or mountaintops. Ingenuity won’t fly again after its 30-day window, even if the tests are wildly successful. That’s because “we are being accommodated by a major flagship mission that’s got a huge, new astrobiology exploration ahead of it,” Balaram says. Perseverance’s primary mission is to explore Mars’ Jezero crater and pack soil samples into tiny, cigar-sized sample tubes that the rover will scatter around the surface for a future “fetch” rover to send back to Earth.

After that 30-day window, Ingenuity will lie on the Martian surface for eternity. If the craft’s first flight attempt doesn’t work out, Balaram said his team can still celebrate a number of achievements they’ve already made.

“I think the main thing is, we’ve already achieved a lot of milestones just by having a design that could do all of these things, and we have had a successful test program so far,” he said. “Every step is something to celebrate because nothing is a given. It’s a fairly high-risk, high-reward type of activity. And tech demos are inherently a quite risky venture, they’re not a slam dunk.”

The Verge


5382: Hubble mostra que fluxos torrenciais de proto-estrelas podem não impedi-las de crescer

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/HUBBLE

Estas quatro imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA revelam o caótico nascimento estelar no complexo de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar. As fotos mostram estrelas bebés enterradas nos seus casulos gasosos empoeirados que anunciam os seus nascimentos por meio de ventos poderosos e pares de jactos giratórios parecidos as aspersores que disparam em direcções opostas. A luz no infravermelho próximo perfura a região empoeirada para revelar detalhes do processo de nascimento. Os fluxos estelares estão a formar cavidades dentro da nuvem gasosa de hidrogénio. Este estágio relativamente breve de nascimento dura cerca de 500.000 anos. Embora envoltas em poeira, as próprias estrelas emite m radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira, iluminando com luz infravermelha as lacunas nos invólucros gasosos. Os astrónomos descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de fluxo proto-estelar, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias. As proto-estrelas foram fotografadas no infravermelho pelo instrumento WFC3 do Hubble. As imagens foram obtidas dia 14 de Novembro de 2009, dia 25 de Janeiro, 11 de Fevereiro e 11 de Agosto de 2010.
Crédito: NASA, ESA, STScI, N. Habel e S. T. Megeath (Universidade de Toledo) (ver versão não legendada)

Esta imagem obtida no solo fornece uma visão mais ampla de todo o complexo da nuvem de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar. O material vermelho é hidrogénio gasoso ionizado e aquecido pela radiação ultravioleta de estrelas massivas em Orionte. As estrelas formam-se em nuvens de hidrogénio gasoso frio que são invisíveis ou aparecem como regiões escuras nesta imagem. A forma crescente é conhecida como Loop de Barnard e envolve parcialmente a figura da constelação de Orionte, o Caçador. A cintura do Caçador é a cadeia diagonal de três estrelas no centro da imagem. Os seus pés são as brilhantes estrelas Saiph (em baixo à esquerda) e Rigel (em baixo à direita). Esta paisagem abrange dezenas de milhares de estrelas que se formaram e ganharam vida. Muitas ainda estão envoltas nos seus casulos natais de gás e poeira e só são vistas no infravermelho. A linha ondulante de pontos amarelos, que começa em baixo à esquerda, é uma imagem sobreposta de 304 proto-estrelas obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. Os investigadores usaram os telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e o Telescópio Espacial Herschel da ESA para analisar como os fluxos das estrelas bebés esculpem cavidades nas vastas nuvens de gás. O estudo é o maior levantamento já feito sobre estrelas em desenvolvimento.
Crédito: Cortesia de R. B. Andreo, DeepSkyColors.com; Sobreposição dos dados: NASA, ESA, STScI, N. Habel e S. T. Megeath (Universidade de Toledo)

Embora a nossa Galáxia seja uma cidade imensa com pelo menos 200 mil milhões de estrelas, os detalhes de como se formaram permanecem envoltos em mistério.

Os cientistas sabem que as estrelas se formam a partir do colapso de enormes nuvens de hidrogénio que são comprimidas pela gravidade até ao ponto de ignição da fusão nuclear. Mas apenas mais ou menos 30% da massa inicial da nuvem termina como uma estrela recém-nascida. Para onde vai o resto do hidrogénio durante um processo tão ineficiente?

Supõe-se que uma estrela recém-formada liberte uma grande quantidade de gás quente por meio de jactos em forma de sabre de luz e ventos semelhantes a furacões lançados do disco circundante por poderosos campos magnéticos. Estes fogos de artifício devem impedir o crescimento da estrela central. Mas um novo e abrangente levantamento do Hubble mostra que esta explicação mais comum não parece funcionar, confundindo os astrónomos.

Os investigadores usaram dados previamente recolhidos pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e pelo Telescópio Espacial Herschel da ESA para analisar 304 estrelas em desenvolvimento, chamadas proto-estrelas, no complexo de Orionte, a maior e mais próxima região de formação estelar (o Spitzer e o Herschel já não estão operacionais).

Neste que é até à data o maior levantamento de estrelas nascentes, os cientistas estão a descobrir que a eliminação do gás pelo escoamento de uma estrela pode não ser tão importante na determinação da sua massa final como sugerem as teorias convencionais. O objectivo dos investigadores era determinar se os fluxos estelares interrompiam a queda de gás numa estrela e impediam o seu crescimento.

Em vez disso, descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de uma estrela em formação, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias.

“Num modelo de formação estelar, se começarmos com uma pequena cavidade, à medida que a proto-estrela rapidamente se torna mais evoluída, o seu fluxo cria uma cavidade cada vez maior até que o gás circundante é eventualmente expelido, deixando uma estrela isolada,” explicou o líder da investigação Nola Habel da Universidade de Toledo, no estado norte-americano do Ohio.

“As nossas observações indicam que não há um crescimento progressivo que podemos encontrar, de modo que as cavidades não estão a crescer até que empurrem toda a massa da nuvem. Portanto, deve haver algum outro processo a acontecer que elimina o gás que não acaba na estrela.”

Os resultados da equipa vão aparecer numa próxima edição da revista The Astrophysical Journal.

Nasce uma estrela

Durante o estágio relativamente breve de nascimento de uma estrela, que dura apenas mais ou menos 500.000 anos, a estrela rapidamente aumenta de massa. O que complica as coisas é que, conforme a estrela cresce, ela lança um vento, bem como um par de jactos giratórios parecidos a aspersores que disparam em direcções opostas. Estes fluxos começam a corroer a nuvem circundante, criando cavidades no gás.

As teorias populares preveem que, à medida que a jovem estrela evolui e o fluxo continua, as cavidades ficam mais largas até que toda a nuvem de gás em torno da estrela é completamente afastada. Com o “tanque de combustível” vazio, a estrela para de acumular massa – por outras palavras, para de crescer.

Para procurar o crescimento da cavidade, os investigadores primeiro classificaram as proto-estrelas por idade, analisando os dados do Herschel e Spitzer da emissão de luz de cada estrela. As proto-estrelas nas observações do Hubble também foram observadas como parte do Levantamento de Proto-estrelas de Orionte do telescópio Herschel.

De seguida, os astrónomos observaram as cavidades no infravermelho próximo com os instrumentos NICMOS (Near-infrared Camera and Multi-object Spectrometer) e WFC3 (Wide Field Camera 3). As observações foram feitas entre 2008 e 2017. Embora as próprias estrelas estejam envoltas em poeira, elas emitem radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira iluminando as lacunas nos invólucros gasosos no infravermelho.

As imagens do Hubble revelam os detalhes das cavidades produzidas pelas proto-estrelas em vários estágios de evolução. A equipa de Habel usou as imagens para medir as formas das estruturas e estimar os volumes de gás libertados para formar as cavidades. A partir desta análise, puderam estimar a quantidade de massa que foi eliminada pelas explosões estelares.

“Descobrimos que no final da fase proto-estelar, onde a maior parte do gás caiu da nuvem circundante para a estrela, várias estrelas jovens ainda têm cavidades bastante estreitas,” disse o membro da equipa Tom Megeath da Universidade de Toledo. “Então, esta imagem que ainda é comum sobre o que determina a massa de uma estrela e o que impede a queda do gás é que esta cavidade crescente do fluxo recolhe todo o gás. Isto tem sido fundamental para a nossa ideia de como a formação estelar continua, mas simplesmente não parece encaixar aqui nos dados.”

Futuros telescópios como o Telescópio Espacial James Webb da NASA vão investigar mais profundamente o processo de formação das proto-estrelas. As observações espectroscópicas do Webb vão examinar as regiões internas dos discos que rodeiam as proto-estrelas no infravermelho, procurando jactos nas fontes mais jovens. O Webb também ajudará os astrónomos a medir o ritmo de acreção de material do disco para estrela e estudará como o disco interno está a interagir com o fluxo.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021


5381: Medidos pela primeira vez em Júpiter ventos estratosféricos muito fortes

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/JÚPITER

Esta imagem mostra uma representação artística dos ventos na estratosfera de Júpiter perto do pólo sul do planeta, com as linhas azuis a representarem as velocidades dos ventos. Estas linhas estão sobrepostas a uma imagem real de Júpiter, obtida pela câmara JunoCam instalada a bordo da sonda espacial Juno da NASA.
As famosas bandas de nuvens de Júpiter estão situadas na atmosfera inferior, onde já se tinham anteriormente medido ventos. No entanto, detectar ventos logo por cima desta camada atmosférica, na estratosfera, é muito mais difícil porque não existem nuvens nesta zona. Ao analisar os resultados da colisão de um cometa em 1994 e com o auxílio do ALMA, do qual o ESO é um parceiro, os investigadores conseguiram detectar ventos estratosféricos extremamente fortes, com velocidades de até 1450 km/hora, perto dos pólos de Júpiter.
Crédito: ESO/L. Calçada & NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Com o auxílio do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, uma equipa de astrónomos mediu directamente e pela primeira vez ventos na atmosfera intermédia de Júpiter. Ao analisar o resultado da colisão de um cometa em 1994, os investigadores descobriram ventos muito fortes, com velocidades de até 1450 km/hora, perto dos pólos de Júpiter, o que pode apontar para o que a equipa descreveu como um “monstro meteorológico único no nosso Sistema Solar”.

Júpiter é famoso pelas suas distintas bandas vermelhas e brancas: nuvens serpenteantes de gás em movimento que os astrónomos usam tradicionalmente para seguir os ventos na baixa atmosfera de Júpiter. Os cientistas observam também brilhos intensos, as chamadas auroras, perto dos pólos do planeta gigante, que parecem estar associadas a ventos fortes na atmosfera superior. No entanto, e até agora, os investigadores nunca tinham medido de forma directa padrões de vento entre estas duas camadas atmosféricas, i.e., na estratosfera.

Medir velocidades do vento na estratosfera de Júpiter usando as técnicas normais de seguimento das nuvens é impossível devido à ausência de nuvens nesta parte da atmosfera. No entanto, e com a ajuda do cometa Shoemaker-Levy 9, que colidiu com o gigante gasoso de forma espectacular em 1994, os astrónomos tiveram a oportunidade de fazer estas medições utilizando uma técnica alternativa. O impacto deste cometa no planeta deu origem a novas moléculas na estratosfera de Júpiter, as quais se têm estado a movimentar com os ventos desde essa altura.

Uma equipa de astrónomos, liderada por Thibault Cavalié do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux em França, seguiu uma dessas moléculas — cianeto de hidrogénio (HCN) — para medir directamente “jactos” estratosféricos em Júpiter. Os cientistas usam a palavra “jacto” para se referirem a bandas estreitas de ventos na atmosfera, tal como as correntes de jacto na Terra.

“O resultado mais espectacular que obtivemos foi a detecção de jactos muito fortes, com velocidades de até 400 metros por segundo, localizados por baixo das auroras, perto dos pólos,” diz Cavalié. Estas velocidades dos ventos, equivalentes a cerca de 1450 km/hora, correspondem a mais do dobro das velocidades das tempestades mais fortes observadas na Grande Mancha Vermelha de Júpiter e a mais do triplo das velocidades dos ventos medidas nos tornados mais extremos da Terra.

“Esta nossa detecção indica que estes jactos se podem comportar como um vórtice gigante com um diâmetro de até quatro vezes o tamanho da Terra e com cerca de 900 km de altura,” explica o co-autor do trabalho Bilal Benmahi, também do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux. “Um vórtice deste tamanho pode bem ser um ‘monstro meteorológico’ único no nosso Sistema Solar,” acrescenta Cavalié.

Os astrónomos já sabiam da existência de ventos fortes perto dos pólos de Júpiter, mas situados muito mais alto na atmosfera, a centenas de quilómetros por cima da área de foco deste novo estudo, o qual foi publicado a semana passada na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. Estudos anteriores previam que estes ventos na atmosfera superior diminuiriam em velocidade e desapareceriam muito antes de chegar às profundidades correspondentes à estratosfera. No entanto, “os novos dados ALMA dizem-nos o contrário,” refere Cavalié, acrescentando que o facto de descobrir estes ventos estratosféricos fortes perto dos pólos de Júpiter constituiu uma “verdadeira surpresa”.

A equipa utilizou 42 das 66 antenas de alta precisão do ALMA, localizadas no deserto do Atacama no norte do Chile, para analisar as moléculas de cianeto de hidrogénio que se têm estado a deslocar na estratosfera de Júpiter desde o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9. Os dados ALMA permitiram medir o desvio de Doppler — variações minúsculas na frequência da radiação emitida pelas moléculas — causado pelos ventos nesta região do planeta. “Ao medir estas variações, pudemos determinar a velocidade dos ventos, um pouco como podemos determinar a velocidade de um comboio a passar pela variação na frequência do apito do comboio,” explica o coautor do estudo Vincent Hue, um cientista planetário do SwRI (Southwest Research Institute) nos EUA.

Para além dos surpreendentes ventos polares, a equipa usou também o ALMA para confirmar a existência de ventos estratosféricos fortes em torno do equador do planeta ao medir directamente, e também pela primeira vez, as suas velocidades. Os jactos descobertos nesta região do planeta têm velocidades médias de cerca de 600 km por hora.

As observações ALMA necessárias para seguir os ventos estratosféricos nos pólos e no equador de Júpiter necessitaram de menos de 30 minutos em termos de tempo de telescópio. “Os altos níveis de detalhe que conseguimos atingir em tão pouco tempo demonstram bem o extraordinário poder do ALMA,” disse Thomas Greathouse, cientista no SwRI e co-autor do estudo. “Achei surpreendente obter a primeira medição directa destes ventos.”

“Estes resultados do ALMA abrem uma nova janela no estudo das regiões aurorais de Júpiter, algo inesperado a apenas alguns meses atrás,” disse Cavalié. “Esta descoberta preparou também o palco para as medições, semelhantes mas mais extensas, que serão levadas a cabo pela missão JUICE e o seu instrumento de ondas submilimétricas,” acrescenta Greathouse, referindo-se ao JUpiter ICy moons Explorer da ESA, que se espera que seja lançado no próximo ano.

O ELT (Extremely Large Telescope) do ESO, que deverá ver a sua primeira luz durante a segunda metade desta década, irá também explorar Júpiter. O telescópio será capaz de fazer observações extremamente detalhadas das auroras do planeta, fornecendo-nos assim mais informações sobre a atmosfera de Júpiter.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021

(artigo relacionado: Medidos pela primeira vez em Júpiter ventos estratosféricos muito fortes )


5380: Hubble vê a mudança das estações em Saturno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/HUBBLE

Imagens pelo Telescópio Espacial Hubble de Saturno obtidas em 2018, 2019 e 2020, à medida que o verão no norte hemisfério do planeta transita para outono.
Crédito: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Imagens pelo Telescópio Espacial Hubble de Saturno obtidas em 2018, 2019 e 2020, à medida que o verão no norte hemisfério do planeta transita para outono. Crédito: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

O Telescópio Espacial Hubble da NASA está a dar aos astrónomos uma visão das mudanças na vasta e turbulenta atmosfera de Saturno à medida que o verão no hemisfério norte do planeta transita para outono, conforme mostrado nesta série de imagens obtidas em 2018, 2019 e 2020 (da esquerda para a direita).

“Estas pequenas mudanças anuais nas bandas coloridas de Saturno são fascinantes,” disse Amy Simon, cientista planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “À medida que Saturno se move em direcção ao outono no seu hemisfério norte, vemos as regiões polares e equatoriais a mudar, mas também vemos que a atmosfera varia em escalas de tempo muito mais curtas.” Simon é a autora principal de um artigo sobre estas observações publicado dia 11 de Março na revista The Planetary Science Journal.

“O que descobrimos foi uma ligeira mudança na cor de um ano para o outro, possivelmente na altura das nuvens e nos ventos – não é surpreendente que as mudanças não sejam enormes, pois estamos a olhar apenas para uma pequena fracção do ano de Saturno,” acrescentou Simon. “Esperamos grandes mudanças numa escala de tempo sazonal, de modo que isto está a mostrar a progressão em direcção à próxima estação.”

Os dados do Hubble mostram que de 2018 a 2020 o equador ficou 5 a 10% mais brilhante e os ventos mudaram ligeiramente. Em 2018, os ventos medidos perto do equador eram de cerca de 1600 quilómetros por hora, maiores do que aqueles medidos pela sonda Cassini da NASA durante 2004-2009, quando rondavam os 1300 km/h. Em 2019 e 2020 diminuíram de volta para as velocidades da Cassini. Os ventos de Saturno também variam com a altitude, de modo que a mudança nas velocidades medidas pode significar que as nuvens em 2018 estavam cerca de 60 quilómetros mais profundas do que as medidas durante a missão Cassini. Outras observações são necessárias para saber o que está a acontecer.

Saturno é o sexto planeta a contar do Sol e orbita a uma distância de mais ou menos 1,4 mil milhões de quilómetros da nossa estrela. Demora cerca de 29 anos terrestres a completar uma órbita, fazendo com que cada estação de Saturno tenha mais de sete anos terrestres. A Terra está inclinada em relação ao Sol, o que altera a quantidade de luz solar que cada hemisfério recebe à medida que o nosso planeta se move na sua órbita. Esta variação na energia solar é o que impulsiona as nossas mudanças sazonais. Saturno também está inclinado, de modo que à medida que as estações mudam naquele mundo distante, a mudança na luz solar pode estar a provocar algumas das suas alterações observadas.

Como Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar, Saturno é um “gigante gasoso” feito principalmente de hidrogénio e hélio, embora possa haver um núcleo rochoso bem no interior. Tempestades enormes, algumas quase tão grandes quanto a Terra, ocasionalmente surgem das profundezas da atmosfera. Como muitos dos planetas descobertos em torno de outras estrelas também são gigantes gasosos, os astrónomos anseiam aprender mais sobre como funcionam as suas atmosferas.

Saturno é o segundo maior planeta do Sistema Solar, com mais de 9 vezes o diâmetro da Terra, com mais de 50 luas e um sistema espectacular de anéis composto principalmente de água gelada. Duas destas luas, Titã e Encélado, parecem ter oceanos sob as suas crostas geladas que podem sustentar vida. Titã, a maior lua de Saturno, é a única lua no nosso Sistema Solar com uma atmosfera espessa, incluindo nuvens que fazem chover metano líquido e outros hidrocarbonetos até à superfície, formando rios, lagos e mares. Pensa-se que esta mistura de substâncias químicas seja semelhante à da Terra há milhares de milhões de anos, quando a vida surgiu. A missão Dragonfly da NASA sobrevoará a superfície de Titã, pousando em vários locais para procurar os blocos de construção primordiais da vida.

As observações de Saturno fazem parte do programa OPAL (Outer Planets Atmospheres Legacy) do Hubble. “O programa OPAL permite-nos observar cada um dos planetas exteriores com o Hubble todos os anos, permitindo novas descobertas e observando como cada planeta está a mudar ao longo do tempo,” disse Simon, investigadora principal do OPAL.

Astronomia On-line
23 de Março de 2021


5379: A maior cratera de Titã pode ser o berço perfeito para abrigar vida extraterrestre

CIÊNCIA/ASTROBIOLOGIA/SATURNO

NASA / JPL / Space Science Institute

A maior cratera de Titã, uma das mais promissores luas de Saturno, pode ser o berço perfeito para abrigar vida extraterrestre, segundo um novo estudo cujos resultados foram apresentados na Lunar and Planetary Science Conference, que decorreu nos Estados Unidos.

A comunidade científica anda há muito atenta a Titã, a maior lua de Saturno, tendo em vista a tão procurada vida extraterrestre. A nova investigação vem reforçar estudos anteriores que consideram este satélite natural promissor.

A superfície dr Titã é coberta por hidrocarbonetos orgânicos e acredita-se que exista um oceano líquido a 100 quilómetros abaixo da sua crosta gelada.

Depois de levar a cabo uma série de simulações, a equipa de especialistas concluiu que um asteróide ou cometa poderá ter caído em Titã, misturando estes dois ingredientes, num fenómeno que poderá ter produzido “uma sopa primordial para gerar vida”, tal como explicou o geólogo planetário Álvaro Penteado Crósta, citado pelo portal Science.

De acordo com os cientistas, o calor do impacto terá derretido o gelo, criando um lago na cratera que permaneceu líquido durante um milhão de anos antes de a água voltar a congelar por causa das baixas temperaturas de Titã.

Esta janela de tempo, acredita a equipa, pode ter sido suficiente para que os micróbios tivessem evoluído, aproveitando a água líquida, as molécula orgânicas e o calor do impacto. “Esta situação é muito boa para as bactérias”, explicou a equipa.

Apesar de os resultados serem animadores, existem outros investigadores, como Elizabeth Turtle, chefe da missão Dragonfly no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, que reiteram que não há ainda “evidências sólidas” que validem este cenário. A missão, que voará rumo a Titã em breve, poderá, contudo, ajudar a resolver a questão, dando força a esta hipótese ou descartando-a.

A procura continua.

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ZAP ZAP //

Por ZAP
23 Março, 2021


5378: Cientistas descobriram como se formam as estranhas “aranhas” de Marte

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GEOFÍSICA/MARTE

NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Uma equipa de investigadores do Trinity College, na Irlanda, estudou as enigmáticas “aranhas de Marte”, fornecendo a primeira evidência física de que estas características únicas podem ser formadas pela sublimação de gelo de dióxido de carbono. 

As “aranhas”, formalmente chamadas de araneiformes, são sistemas radiais de topografia negativa de aparência estranha de depressões dendríticas. Acredita-se que essas características, que não são encontradas na Terra, sejam esculpidas na superfície marciana pelo gelo seco que muda directamente de sólido para gasoso – através da sublimação – na primavera.

Ao contrário da Terra, a atmosfera de Marte compreende principalmente dióxido de carbono e, à medida que as temperaturas diminuem no inverno, este deposita-se na superfície como geada de dióxido de carbono e gelo.

A equipa do Trinity College, juntamente com colegas da Durham University e da Open University, conduziu uma série de experiências na Open University Mars Simulation Chamber, sob pressão atmosférica marciana, a fim de investigar se padrões semelhantes às aranhas marcianas se podem formar por sublimação de gelo seco.

A principal hipótese proposta para a formação de aranhas – hipótese de Kieffer – sugere que, na primavera, a luz solar penetra no gelo translúcido e aquece o terreno abaixo dele. O gelo vai sublimar da sua base, fazendo com que a pressão se acumule e, eventualmente, o gelo quebre, permitindo que o gás pressurizado escape por uma fenda no gelo.

O gás a escapar deixará para trás os padrões dendríticos observados em Marte e o material arenoso será depositado no topo do gelo na forma de uma pluma.

Para provar esta teoria, a equipa fez furos nos centros de blocos de gelo de dióxido de carbono e suspendeu-os com uma garra, acima de leitos granulares de diferentes tamanhos de grãos. Os investigadores baixaram a pressão dentro de uma câmara de vácuo para a pressão atmosférica marciana – 6 mbar – e usaram um sistema de alavanca para colocar o bloco de gelo de dióxido de carbono na superfície.

Trinity College
Lauren McKeown fez furos nos blocos de gelo

Os cientistas usaram um efeito conhecido como Efeito Leidenfrost, através do qual, se uma substância entrar em contacto com uma superfície muito mais quente do que o seu ponto de sublimação, formará uma camada gasosa ao seu redor. Quando o bloco atingiu a superfície arenosa, o dióxido de carbono passou directamente de sólido para gás e o material foi visto a escapar pelo orifício central na forma de uma pluma.

Quando o bloco era levantado, um padrão de aranha era erodido pelo gás que escapou. Os padrões de aranha eram mais ramificados quando eram usados tamanhos de grãos mais finos e, pelo contrário, eram menos ramificados quando eram usados tamanhos de grãos mais grossos.

“Esta investigação apresenta o primeiro conjunto de evidências empíricas para um processo de superfície que pode modificar a paisagem polar de Marte. A hipótese de Kieffer foi bem aceite durante mais de uma década, mas até agora, foi enquadrada num contexto puramente teórico”, disse Lauren McKeown, que liderou o estudo, em comunicado.

“As experiências mostram directamente que os padrões de aranha que observamos em Marte podem ser esculpidos pela conversão directa de gelo seco de sólido em gasoso. É empolgante porque estamos a começar a entender mais sobre como a superfície de Marte está a mudar sazonalmente”, continuou.

“Este trabalho inovador apoia o tema emergente de que o clima e as condições meteorológicas actuais em Marte têm uma influência importante não só nos processos dinâmicos da superfície, mas também em qualquer futura exploração robótica e/ou humana do planeta”, afirmou Mary Bourke, do Departamento de Geografia do Trinity College.

Este estudo pode ser usado para investigar o papel geomórfico da sublimação de dióxido de carbono na formação de outras características da superfície marciana e pode abrir caminho para investigações sobre processos de sublimação noutros corpos planetários com nenhuma ou escassa atmosfera como a lua de Júpiter, Europa, e a lua de Saturno, Encélado.

Este estudo foi publicado esta semana na revista científica Scientific Reports.

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Maria Campos Maria Campos, ZAP //

Por Maria Campos
23 Março, 2021


5377: Tempestades de poeira em Marte terão acelerado perda de água

CIÊNCIA/MARTE/ASTRONOMIA/ESA

NASA

As tempestades de poeira em Marte terão acelerado a perda de água no planeta, concluíram dois estudos divulgados, esta segunda-feira, pela Agência Espacial Europeia (ESA).

Segundo os estudos, citados em comunicado pela ESA, Marte terá perdido uma camada de água de dois metros de profundidades a cada mil milhões de anos, mas ainda hoje, apesar de inóspito, vaza pequenas quantidades remanescentes na sua atmosfera.

Actualmente, a água em Marte, que terá sido abundante, só existe sob a forma de gelo ou gás devido à baixa pressão atmosférica.

Dados da sonda europeia Mars Express revelam, de acordo com a ESA, que a fuga de água de Marte para o espaço foi acelerada por tempestades de poeira e pela proximidade do planeta com o Sol, mas sugerem também que uma parte da água “pode ter recuado para o subsolo”.

Os novos estudos, liderados pelos investigadores Anna Fedorova, do Instituto de Investigação Espacial da Academia Russa de Ciências, e Jean-Yves Chaufray, do Laboratório de Atmosferas e Observações Espaciais de França, que assentam nestes dados, complementam informação recentemente obtida a partir do satélite europeu TGO, que aponta para que a perda de água em Marte possa estar ligada a mudanças sazonais.

Anna Fedorova e a sua equipa estudaram, durante oito anos marcianos, o vapor de água na atmosfera do planeta, desde o solo até uma altitude de 100 quilómetros, “região que ainda não havia sido explorada”.

O vapor de água “permaneceu confinado” a menos de 60 quilómetros de altitude quando Marte estava longe do Sol, mas “estendeu-se” até 90 quilómetros de altitude quando o planeta estava mais próximo do Sol.

Perto do Sol, “as temperaturas mais quentes e a circulação mais intensa na atmosfera impediram que a água congelasse a uma determinada altitude”.

“Então, a atmosfera superior fica humedecida e saturada de água, o que explica porque as taxas de fuga de água aumentam durante esta temporada: a água é transportada para mais alto, ajudando a sua fuga para o Espaço”, assinalou a investigadora, citada no comunicado da ESA.

Nos anos em que Marte teve uma tempestade de poeira, a parte superior da atmosfera tornou-se ainda mais húmida, acumulando água em excesso em altitudes de mais de 80 quilómetros.

Para Anna Fedorova, tal significa que “as tempestades de poeira, que são conhecidas por aquecer e perturbar a atmosfera de Marte, também levam água a grandes altitudes”.

No seu estudo, o grupo liderado por Jean-Yves Chaufray acrescenta que parte da água de Marte pode não ter escapado para o Espaço através da atmosfera, mas “recuado” para o subsolo.

“Como nem tudo foi perdido para o Espaço, os nossos resultados sugerem que ou a água se moveu para o subsolo ou as taxas de fuga de água eram muito mais altas no passado”, sustentou o investigador.

ZAP //LusaLusa

Por Lusa
23 Março, 2021


Jaw-dropping Milky Way mosaic took 12 years to create. Here’s why

SCIENCE/MILKY WAY

The Milky Way mosaic is shown here mapped colors from the light emitted by an ionized elements, hydrogen = green, sulfur = red and oxygen = blue. The apparent size of the moon is shown in the lower left corner. (Image credit: J-P Metsavainio)

An eye-popping new image of the Milky Way took 12 years and 1,250 hours of photographic exposure to create.

The photo mosaic is the work of J-P Metsavainio, a Finnish photographer who specializes in astronomical imagery. Metsavainio shared his work on his blog,. The mosaic is 100,000 pixels wide, stitched together from 234 individual mosaic panels that cover 125 degrees by 22 degrees of the night sky.

When Metsavainio started the photographic process more than a decade ago, he knew he wanted to make a full Milky Way mosaic, he told Live Science. But each shot that makes up the mosaic was its own piece of art, he said.

“At the same time, I always kept in my mind the needs of the final large composition,” he said.

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Metsavainio takes his photos from Finland. He began the project with a Meade LX200 GPS 12-inch telescope and a Canon EF 200-millimeter lens, later upgrading to a customized setup he calls “the Frankenstein monster,” made of an Apogee Alta U16 camera and a Tokina AT-x 300-millimeter lens. He then blended the high-resolution images into a mosaic, using Photoshop. This is a complex process, he said, because the images are a mix of highly detailed long-focal-length frames (which magnify distant objects) and lower resolution short-focal-length frames (which provide a wider angle of view but less magnification).

The Milky Way mosaic is shown here mapped colors from the light emitted by an ionized elements, hydrogen = green, sulfur = red and oxygen = blue. NOTE, the apparent size of the moon in a lower left corner. (Image credit: J-P Metsavainio)

By painstakingly merging these frames together, though, Metsavainio can create a mosaic that is both broad, covering the Milky Way as it looks stretched across the sky, and detailed. His favorite features, he said, are the extremely dim supernova remnants that his cameras managed to pick up. These leftovers from exploded stars can be photographed only by extremely long exposures, in which the camera lens is left open for hours at a time to allow enough light to shine through from the objects. One remnant, the Cygnus Shell, required 100 hours of exposure to photograph, Metsavainio said. Another, called G65.3+5.7, required 60 hours of exposure. These supernova remnants appear as light blue rings or bubbles amid brighter orange and yellow stars.

The supernova remnant G65.3+5.7. (Image credit: J-P Metsavainio

The mosaic also contains images of nebulas, black holes and streams of gas. There are around 20 million stars in the mosaic, according to Metsavainio. The colors come from ionized, or charged, elements, with hydrogen represented in green, sulfur in red and oxygen in blue. Placed against the night sky, the mosaic would seem to stretch from the constellation Taurus through Perseus, Cassiopeia, Lacerta and Cygnus.

Next, Metsavainio plans to take more long-focal-length, highly magnified images of the night sky, using his Milky Way mosaic as a map for new compositions.

“As a visual artist,” he said, “I like to give people a visual experience, even if they have no idea what they are looking at.”

Originally published on Live Science.
By Stephanie Pappas – Live Science Contributor
22/03/2021


5373: Via Láctea e Andrómeda vão entrar numa dança cósmica (e dar à luz a Milkomeda)

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger / NASA, ESA

Daqui a 4,3 mil milhões de anos, a Via Láctea e a Andrómeda vão aproximar-se de tal forma que vão acabar por formar uma grande galáxia elíptica. Segundo os astrónomos, os braços espirais vão mesmo desaparecer.

Os buracos negros super-massivos nos centros da Via Láctea e da Andrómeda estão condenados a uma dança cósmica daqui a 4,3 mil milhões de anos.

Segundo a Science News, os astrónomos já sabiam há muito tempo que Andrómeda estava em rota de colisão com a nossa galáxia, mas muito pouco se sabia sobre o que poderia implicar este processo. Simulações recentes desvendaram um pouco do que irá acontecer.

As galáxias vão aproximar-se uma da outra daqui a 4,3 mil milhões de anos e aglutinar-se numa galáxia elíptica gigante, chamada Milkomeda, em 10 mil milhões de anos.

A simulação revelou que os buracos negros vão começar a orbitar-se mutuamente e colidir ao fim de 17 milhões de anos. Pouco antes de os buracos negros colidirem, vão irradiar ondas gravitacionais com a potência de 10 quintilhões de sóis.

A estimativa da equipa para a data de fusão da Milkomeda “é um pouco mais longa do que as descobertas de outras equipas”, disse Roeland van der Marel, astrónomo do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, que não esteve envolvido na investigação.

No entanto, este resultado pode ser derivado da incerteza na medição da velocidade da Andrómeda. Os dados mais recentes sugerem que se aproxima da Terra a cerca de 116 quilómetros por segundo (km/s).

O artigo científico, submetido no dia 22 de Fevereiro, está disponível no arXiv.

Por Liliana Malainho
22 Março, 2021


5366: Grande asteróide aproxima-se da Terra, a mais de 2 milhões de quilómetros

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTERÓIDES

“Não há risco de colisão com o nosso planeta”, assegura a agência espacial norte-americana. Chamado “2001 FO32” e medindo menos de um quilómetro de diâmetro, ele girará a 124.000 km/h, “mais rápido que a maioria dos asteróides” passando perto da Terra, de acordo com a NASA.

Asteróides são corpos rochosos com órbita definida em redor do Sol
© D.R.

O maior asteróide aproximar-se da Terra em 2021 passará neste Domingo, porém a cerca de dois milhões de quilómetros de distância, sem qualquer risco de colisão. Mas o evento permitirá que os astrónomos estudem o objecto celestial.

Chamado “2001 FO32” e medindo menos de um quilómetro de diâmetro, gira a 124.000 km/h, “mais rápido que a maioria dos asteróides” passando perto da Terra, de acordo com a NASA.

O corpo rochoso deve passar pelo ponto mais próximo do nosso planeta neste domingo às 16h02 GMT . Estará então a 2.016.158 km da Terra, ou cerca de cinco vezes a distância Terra-Lua.

“Não há risco de colisão com o nosso planeta”, assegura a agência espacial norte-americana. Sua trajectória é, de facto, “suficientemente conhecida e regular” para descartar qualquer perigo, garantem os especialistas do Observatório Paris-PSL.

O grande corpo rochoso é, no entanto, classificado como “potencialmente perigoso”, como todos os asteróides cuja órbita é inferior a 19,5 vezes a distância Terra-Lua e cujo diâmetro é superior a 140 metros.

Interesse científico

Esta categoria é “incansavelmente procurada por astrónomos de todo o mundo para fazer um inventário o mais exaustivo possível”, salienta o Observatório, recordando que o primeiro – e maior – asteróide, Ceres, foi descoberto em 1801.

O asteroide “2001 FO32” foi observado pela primeira vez em 2001 e tem sido objecto de estreita vigilância desde então. Pertence à família “Apollo” de asteróides próximos da Terra, que circundam o Sol em pelo menos um ano e podem cruzar a órbita terrestre.

“Actualmente, pouco se sabe sobre este objecto, então esta passagem próxima nos dá uma oportunidade incrível de aprender muito”, disse Lance Benner, cientista do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, do qual depende o Centro de Estudos de Objectos Próximos à Terra (CNEOS).

De acordo com o CNEOS, “astrónomos amadores no hemisfério sul e em baixas latitudes no norte devem ser capazes de vê-lo”.

“Teremos que esperar até escurecer e armar-nos com um bom telescópio de pelo menos 20 centímetros de diâmetro”, precisou à AFP Florent Delefie, do Observatório de Paris.

“Devemos ver um ponto branco a mover-se como um satélite“, acrescentou o astrónomo.

A trajectória nada tem a ver com a das estrelas cadentes, que são asteróides pequenos que formam uma linha luminosa que divide o céu em uma fracção de segundo.

Nenhum dos grandes asteróides listados tem chance de colidir com a Terra no próximo século.

Diário de Notícias
DN / AFP
21 Março 2021 — 13:28

(artigo relacionado: The largest asteroid of the year will swing by Earth on Sunday. But don’t worry)


The largest asteroid of the year will swing by Earth on Sunday. But don’t worry.

SCIENCE/ASTEROID/”2001FO32″

The asteroid “2001FO32,” is big, it’s fast, but it poses no danger to Earth.

2001FO32 has an elongated and inclined orbit around the sun that will speed it up as it moves past our planet on Sunday. (Image credit: NASA/JPL-Caltech)

The largest asteroid to come near our planet this year will swing by Sunday (March 21), giving astronomers a rare opportunity to glimpse a remnant from the birth of our solar system, astronomers say.

The so-called “2001FO32” is big; it’s fast; and in astronomical terms, it swings by quite “near” our delicate planet, earning it the title of “potentially hazardous asteroid.” But 2001FO32, first discovered in 2001, has a well-known orbit and poses no danger to Earth.

At its closest encounter with our blue orb, the space rock will still be a whopping 1.25 million miles (2 million kilometers) away, about the distance you would travel if you flew 50 times around the globe. “There is no chance the asteroid will get any closer to Earth than 1.25 million miles,” Paul Chodas, the director of NASA’s Jet Propulsion Laboratory’s Center for Near Earth Object Studies, said in a NASA statement. That means, there’s no need to worry about an imminent collision; in fact, there’s no need to worry about it for centuries to come, NASA said.

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2001FO32 is estimated to be somewhere between 1,300 and 2,230 feet (440 and 680 meters) wide, but when it was first discovered in 2001, scientists thought it was about 3,000 feet (1 km) wide. The upcoming close encounter will allow scientists a chance to better measure the beast.

This close encounter will allow astronomers to not only get a better understanding of the asteroid’s size but also figure out its makeup. With NASA’s Infrared Telescope Facility on top of Hawaii’s Mauna Kea, for example, astronomers hope to measure how light reflects off the asteroid’s surface to figure out what minerals it’s made of.

What’s more, researchers also hope to bounce radar signals off of the asteroid using dish antennas from NASA’s Deep Space Network to better understand its size and rotation rate, and to potentially discover surface features or small satellites (for example, a small moon).

Due to its highly elongated and inclined orbit around the sun — which boosts the space rock’s speed in the inner solar system and slow it down in deep space — 2001FO32 will be traveling faster than most asteroids when it swings by our planet, at about 77,000 mph (124,000 km/h).

On Sunday, the fast-moving asteroid will make its closest approach to the planet at 12:03 p.m. EDT (1603 GMT), Live Science previously reported. But the 2001FO32 encounter won’t only be visible to experts; amateur astronomers can glimpse the asteroid as well.

“The asteroid will be brightest while it moves through southern skies,” Chodas said in the statement. “Amateur astronomers in the Southern Hemisphere and at low northern latitudes should be able to see this asteroid using moderate size telescopes with apertures of at least 8 inches in the nights leading up to closest approach, but they will probably need star charts to find it.”

You can also watch it live online on The Virtual Telescope Project website.

If you miss it, well, you’ll have to wait another three decades; the next time this giant rock pays such a close visit will be in 2052, when it swings by about 1.75 million miles (2.8 million km) away.

Originally published on Live Science.
By Yasemin Saplakoglu – Staff Writer
20/03/2021


Glowing ‘dawn storm’ auroras that blaze in Jupiter’s morning skies are born in darkness

SCIENCE/DAWN STORM/JUPITER

New images revealed the full cycle of these intense polar light displays.

Evolution of a dawn storm in Jupiter’s polar auroras. This animation was created from observations made by Juno’s UVS (Ultraviolet Spectrograph) instrument. (Image credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/ULiège/Bonfond)

Jupiter’s otherworldly glimmer of polar auroras is periodically brightened by brief but intense early morning displays known as dawn storms. Now, for the first time, scientists have figured out where dawn storms come from, how they grow, and that they’re even more powerful than expected.

Scientists knew about dawn storms from telescopes in space and on Earth. But most of those instruments only provided partial glimpses of the storms, showing whatever was visible on the side of Jupiter that faced the sun.

Enter the Juno mission. The Ultraviolet Spectrograph on NASA’s Juno spacecraft filled in the gaps by capturing this glowing phenomenon from overhead for eight hours at a stretch, “from its initiation to its end and from the nightside of the aurora onto the dayside,” which had never been done before, according to a new study.

– It is not enough to have to configure the URL addresses of the texts to open in a new window, now they also do not provide the original addresses of the videos. This video, to be published here, had to be through a screen capture and later edited on Youtube. Thanks Livescience for the work …

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Juno revealed that the dawn storms form as isolated glowing spots in auroras on the planet’s night side. As Jupiter rotates, the storms travel to the daytime side and glow even brighter, spewing up to thousands of gigawatts of ultraviolet light into space. At their brightest, dawn storms produce at least 10 times more energy than Jupiter’s typical auroras do, the scientists wrote.

“The energy in these dawn aurorae is yet another example of how powerful this giant planet really is,” study co-author Scott Bolton, principal investigator of Juno from the Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, said in a statement.

“More energetic than usual”

Jupiter’s auroras are among the most powerful in our solar system, and they appear when high-energy electrons stream across the gas giant’s magnetosphere and pour into the upper atmosphere to excite and illuminate atmospheric gases, according to NASA. This forms glowing rings that are visible at the planet’s north and south poles.

Observations from the Hubble Space Telescope had already revealed recurring instances of brightening in the dawn side of Jupiter’s polar auroras that seemed to last one to two hours, caused by particles — mostly electrons — that were “more energetic than usual,” said lead study author Bertrand Bonfond, a research associate at the Université de Liège Space sciences, Technologies, and Astrophysics Research (STAR) in Belgium.

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Artist’s rendering of Jupiter’s auroras seen from within the Jovian cloudscape. (Image credit: Ron Miller)

“Some of these dawn storms, including one that was observed by Hubble as Juno was approaching Jupiter before its orbit insertion in 2016, register as the brightest auroras we have ever seen on Jupiter,” Bonfond told Live Science in an email.

“However, we weren’t sure whether they actually formed at dawn and remained there, or whether they initiated in the night side and then rotated towards dawn,” Bonford said. Because Hubble observations were limited to just 40 minutes at a time, “we also weren’t sure how they evolved afterwards,” he added. “And while we were convinced that such dramatic auroras should correspond to some dramatic events in the magnetosphere, we were not really sure which ones.”

“A brand new picture”

With polar aurora data gathered by Juno during 20 orbits, the scientists assembled “a brand new picture of dawn storms,” according to the study. They found that the birth of a dawn storm began before midnight and then brightened over the next few hours, intensifying as Jupiter rotated toward the sun. A few hours after forming, the first bright zone divided “with a branch moving poleward,” the scientists wrote. Space between the split arcs filled with brightness as the arcs grew, and then finally, the entire feature dimmed. Beginning to end, the storm lasted between 5 and 10 hours, the study authors wrote.

The scientists were also surprised to find that Jupiter’s dawn storm auroras shared features in common with a type of Earth aurora called substorms, which display sudden and intense brightening triggered by a “short-circuit” of plasma flows. This similarity initially puzzled the scientists, as the aurora-shaping magnetospheres of Earth and Jupiter are different in many ways, such as in their size, composition and distance from the sun, Bonford said in the email.

(Image credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/STScI/MODIS/WIC/IMAGE/ULiège/Bonfond)

“Based on our study, we now think that both the substorms at Earth and the dawn storms at Jupiter arise from the crumbling of the magnetosphere after they accumulated too much mass and energy in the magnetotail,” which is the side of the magnetosphere opposite the sun, Bonford explained.

However, this accumulation of energy and mass happens for different reasons in the magnetospheres of the two planets. For Earth, the excited particles come from solar winds, while for Jupiter, extra ionized material is spewed into space by the volcanic moon Io. But despite having different origins, the results — dawn storms on Jupiter and substorms on Earth — are unusually similar.

“Different causes lead to the same consequence,” Bonford said. “That wasn’t expected at all.”

The findings were published online March 16 in the journal AGU Advances.

Originally published on Live Science.
By Mindy Weisberger – Senior Writer
19/03/2021


5363: Descobertas bactérias desconhecidas na Estação Espacial Internacional

CIÊNCIA/MICROBIOLOGIA/EEI

NASA/Roscosmos
Estação Espacial Internacional

Cientistas descobriram quatro estirpes de bactérias que vivem em vários locais da Estação Espacial Internacional (EEI), três das quais eram, até agora, completamente desconhecidas para a ciência.

De acordo com o site Science Alert, três das quatro estirpes foram isoladas em 2015 e em 2016: uma foi encontrada num painel superior das estações de pesquisa da EEI, a segunda foi encontrada na Cúpula, a terceira na superfície da mesa de jantar e a quarta num antigo filtro HEPA devolvido à Terra em 2011.

As quatro pertencem a uma família de bactérias encontradas no solo e na água doce, estando envolvidas na fixação de azoto e no crescimento das plantas (podendo também ajudar a evitar os seus patógenos).

Apesar de poder parecer estranho encontrar bactérias do solo na longínqua Estação Espacial Internacional, a verdade é que há uma razão muito simples por detrás disto: há vários anos que os astronautas que lá vivem cultivam alimentos.

Uma das estirpes – a que foi encontrada no filtro HEPA – foi identificada como uma espécie conhecida chamada Methylorubrum rhodesianum. As outras três foram sequenciadas e descobriu-se que pertencem à mesma espécie, que nunca tinha sido identificada, e foram denominadas IF7SW-B2T, IIF1SW-B5 e IIF4SW-B5.

Sabendo que estes micro-organismos podem sobreviver às duras condições da EEI, os cientistas fizeram uma análise genética às quatro estirpes para procurar genes que possam ser usados para ajudar a promover o crescimento das plantas.

A equipa descobriu que uma delas – a IF7SW-B2T – continha genes promissores relativamente a esta questão, incluindo um gene para uma enzima essencial para a citocinina, que promove a divisão celular em raízes e rebentos.

O estudo foi publicado, esta segunda-feira, na revista científica Frontiers in Microbiology.

ZAP ZAP //

Por ZAP
21 Março, 2021


5358: NASA’s future Moon rocket completes critical hot-fire test

SCIENCE/NASA/MOON ROCKET

The Space Launch System came alive for over eight minutes

GIF by Nick Statt / The Verge

NASA test-fired the core stage of its massive Space Launch System rocket on Thursday, rattling its south Mississippi test facilities for a duration well beyond what engineers needed for a clean demonstration. The team carried out its second attempt for the hot-fire run after cutting short an initial firing in January. Pending a review of the test’s data, engineers are aiming to ship the rocket stage to Florida ahead of its debut test flight to the Moon under NASA’s Artemis program.

Mounted in a behemoth test facility at NASA’s Stennis Space Center, the 212-foot-tall rocket stage’s four RS-25 engines ignited together for over eight minutes to test the conditions of a real liftoff. NASA and its prime contractor, Boeing, needed to reach at least four minutes of continuous test time to call it a success. With eight minutes, “they should have gotten what they need,” NASA spokeswoman Leigh D’Angelo said.

GIF by Nick Statt / The Verge
GIF by Nick Statt / The Verge

“They clearly got the full duration they were after, which is really great news,” NASA’s Green Run campaign manager, Bill Wrobel, said right after the engines shut down. “Clearly there’s a lot of data that has to be analyzed.”

The engine run was a crucial last step in the SLS program’s so-called Green Run test campaign. If the data checks out, it will make its way via boat to NASA’s Kennedy Space Center in Florida for final assembly. The rocket’s first launch, Artemis I, will send an uncrewed Orion astronaut capsule on a trip around the Moon early next year.

SLS is NASA’s centerpiece rocket for its Artemis program, an ambitious campaign to return humans to the Moon and later to Mars. Billed as the strongest rocket since the Apollo program’s Saturn V, its decade-long development has been marred by billions in cost overruns and delays. By the time it flies for the first time, its costs may reach nearly $20 billion, according to NASA’s inspector general.

Boeing, the prime contractor that builds the core stage, said the test “demonstrated successful core stage operation and will be used to help certify the stage for flight.”

“Deep space exploration took an important step forward today,” the statement added.

The Verge

18/03/2021


5357: Cientistas determinam origem de estranho objecto interestelar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta pintura por William K. Hartmann, cientista sénior emérito do PSI (Planetary Science Institute) em Tucson, no estado norte-americano do Arizona, tem por base uma comissão de Michael Belton e mostra uma ilustração do objecto ‘Oumuamua como um disco em forma de panqueca.
Crédito: William Hartmann

Em 2017, foi descoberto o primeiro objecto interestelar no nosso Sistema Solar por meio do observatório astronómico Pan-STARRS no Hawaii. Foi denominado ‘Oumuamua, que significa “batedor” ou “mensageiro” em havaiano. O objecto era como um cometa, mas com características estranhas o suficiente para desafiar a classificação.

Dois astrofísicos da Universidade Estatal do Arizona, Steven Desch e Alan Jackson, decidiram explicar as características estranhas de ‘Oumuamua e determinaram que é provavelmente um pedaço de um planeta semelhante a Plutão de outro sistema solar. Os seus achados foram publicados recentemente num par de artigos da revista AGU Journal of Geophysical Research: Planets.

“Em muitos aspectos, ‘Oumuamua parecia-se com um cometa, mas era suficientemente peculiar noutros para que a sua natureza permanecesse um mistério, e as especulações eram abundantes,” disse Desch.

A partir de observações do objecto, Desch e Jackson determinaram várias características do objecto que diferiam do que era esperado de um cometa.

Em termos de velocidade, o objecto entrou no Sistema Solar a uma velocidade um pouco mais baixa do que o esperado, indicando que não deverá ter viajado pelo espaço interestelar durante mais de mil milhões de anos. Em termos de tamanho, a sua forma de panqueca também era mais achatada do que qualquer outro objecto conhecido do Sistema Solar.

Também observaram que embora o objecto tenha adquirido um leve empurrão para longe do Sol (um “efeito de foguete” comum em cometas à medida que a luz solar vaporiza os gelos de que são feitos), o impulso foi mais forte do que podia ser explicado. Finalmente, o objecto carecia de escape gasoso detectável, que geralmente é representado visivelmente pela cauda de um cometa. No geral, o objecto era muito parecido com um cometa, mas diferente de qualquer cometa já observado no Sistema Solar.

Desche e Jackson levantaram a hipótese de que o objecto era feito de gelos diferentes e calcularam a rapidez com que esses gelos se sublimariam (passando de sólido para gás) à medida que ‘Oumuamua passava pelo Sol. A partir daí, calcularam o efeito de foguete, a massa, a forma do objecto e a reflectividade dos gelos.

“Foi um momento emocionante para nós,” disse Desch. “Percebemos que um pedaço de gelo seria muito mais reflectivo do que se assumia, o que significava que poderia ser mais pequeno. O mesmo efeito de foguete daria a ‘Oumuamua um impulso maior, maior do que os cometas geralmente têm.”

Desche e Jackson encontraram um gelo em particular – azoto sólido – que fornecia uma correspondência exacta para todas as características do objecto simultaneamente. E dado que o azoto gelado pode ser visto à superfície de Plutão, é possível que um objecto semelhante a um cometa seja feito do mesmo material.

“Sabíamos que tínhamos acertado na ideia quando concluímos o cálculo de qual o albedo (quão reflectivo é o corpo) faria o movimento de ‘Oumuamua corresponder às observações,” disse Jackson. “Esse valor acabou sendo o mesmo que observamos na superfície de Plutão ou de Tritão, corpos cobertos por azoto gelado.”

Então calcularam o ritmo a que os pedaços de gelo de azoto teriam sido arrancados das superfícies de Plutão e corpos semelhantes no início da história do nosso Sistema Solar. E calcularam a probabilidade de pedaços de azoto gelado de outros sistemas solares alcançarem o nosso.

“Provavelmente foi arrancado da superfície por um impacto há 500 milhões de anos e expulso do seu sistema natal,” disse Jackson. “Ser composto por azoto gelado também explica a forma invulgar de ‘Oumuamua. Conforme as camadas externas de gelo de azoto evaporavam, a forma do corpo ter-se-ia tornado progressivamente mais achatada, assim como um sabão quando as camadas externas são removidas com o uso.”

Poderia ‘Oumuamua ser tecnologia alienígena?

Embora a natureza cometária de ‘Oumuamua tenha sido rapidamente reconhecida, a incapacidade de a explicar imediatamente em detalhe levou à especulação de que se tratava de uma peça de tecnologia alienígena, como no livro publicado recentemente “Extraterrestrial: The First Signs of Intelligent Life Beyond Earth” por Avi Loeb da Universidade de Harvard.

Isto gerou um debate público sobre o método científico e sobre a responsabilidade dos cientistas em não tirar conclusões precipitadas.

“Todos nós estamos interessados em extraterrestres, e era inevitável que este primeiro objecto de fora do Sistema Solar fizesse as pessoas pensarem neles,” disse Desch. “Mas é importante, na ciência, não tirar conclusões precipitadas. Foram necessários dois ou três anos para descobrir uma explicação natural – um pedaço de azoto gelado – que corresponda a tudo o que sabemos sobre ‘Oumuamua. Isto não é muito tempo na ciência, e demasiado cedo para dizer que se esgotaram todas as explicações naturais.”

Embora não existam evidências de que seja tecnologia alienígena, como fragmento de um planeta parecido com Plutão, ‘Oumuamua forneceu aos cientistas uma oportunidade especial de olhar para os sistemas exo-solares de uma forma que não podiam antes. À medida que mais objectos como ‘Oumuamua são encontrados e estudados, os cientistas podem continuar a expandir a nossa compreensão de como são os outros sistemas planetários e as maneiras pelas quais são parecidos ou diferentes do nosso próprio Sistema Solar.

“Esta investigação é empolgante porque provavelmente resolvemos o mistério de ‘Oumuamua e podemos identificá-lo razoavelmente como um pedaço de um ‘exo-Plutão’, um planeta parecido a Plutão noutro sistema solar,” explicou Desch. “Até agora, não havia como saber se outros sistemas solares tinham planetas semelhantes a Plutão, mas agora já vimos um pedaço de um a passar pela Terra.”

Desch e Jackson esperam que futuros telescópios, como o Observatório Vera Rubin (também chamado LSST, “Large Synoptic Survey Telescope”) no Chile, sejam capazes de fazer levantamentos regulares de todo o céu meridional, que possam começar a encontrar ainda mais objectos interestelares que eles e outros cientistas possam usar para testar ainda mais as suas ideias.

“Espera-se que mais ou menos ao longo da próxima década possamos obter estatísticas sobre quais os tipos de objectos que passam pelo Sistema Solar e se pedaços de azoto são raros ou comuns como calculámos,” disse Jackson. “De qualquer forma, deveremos ser capazes de aprender muito sobre outros sistemas solares e se passaram pelos mesmos tipos de histórias colisionais que o nosso.”

Astronomia On-line
19 de Março de 2021


5356: O que aconteceu à água de Marte? Ainda está lá presa

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta vista global de Marte é composta por aproximadamente 100 imagens do orbitador Viking.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/USGS

Há milhares de milhões de anos, o Planeta Vermelho era muito mais azul; de acordo com evidências ainda encontradas à superfície, a água abundante fluiu por Marte formando lagos e oceanos profundos. A questão que se põe é, então para onde foi toda esta água?

A resposta: para lado nenhum. Segundo uma nova investigação do Caltech e do JPL, uma porção significativa da água de Marte – entre 30 e 99 por cento – está presa dentro de minerais na crosta do planeta. A investigação desafia a teoria actual de que a água do Planeta Vermelho escapou para o espaço.

A equipa do Caltech/JPL descobriu que há cerca de quatro mil milhões de anos, Marte continha água suficiente para cobrir todo o planeta com um oceano com aproximadamente 100 a 1500 metros de profundidade; um volume aproximadamente equivalente a metade do Oceano Atlântico da terra. Mas, mil milhões de anos depois, o planeta estava tão seco quanto hoje. Anteriormente, os cientistas que procuravam explicar o que aconteceu com a água que corria em Marte sugeriram que escapou para o espaço, vítima da baixa gravidade de Marte. Embora parte da água realmente tenha deixado Marte desta maneira, parece agora que tal fuga não pode ser responsável pela maior parte da perda de água.

“A fuga atmosférica não explica totalmente os dados que temos sobre a quantidade de água que realmente existiu em Marte,” diz a candidata a doutoramento no Caltech, Eva Scheller, autora principal de um artigo científico sobre a pesquisa, publicado pela revista Science no dia 16 de Março e apresentado no mesmo dia na Conferência de Ciência Lunar e Planetária. Os co-autores de Scheller são Bethany Ehlmann, professora de ciências planetárias e directora associada do Instituto Keck para Estudos Espaciais; Yuk Yung, professor de ciências planetárias e investigador sénior do JPL; Danica Adams, estudante no Caltech; e Renyu Hu, investigador do JPL. O Caltech gere o JPL para a NASA.

A equipa estudou a quantidade de água em Marte ao longo do tempo em todas as suas formas (vapor, líquido e gelo) e a composição química da actual atmosfera e crosta do planeta por meio da análise de meteoritos, bem como usando dados fornecidos por rovers e orbitadores, olhando em particular para a proporção de deutério para hidrogénio.

A água é composta por hidrogénio e oxigénio: H2O. No entanto, nem todos os átomos de hidrogénio são criados iguais. Existem dois isótopos estáveis de hidrogénio. A vasta maioria dos átomos de hidrogénio tem apenas um protão dentro do núcleo atómico, enquanto uma pequena fracção (cerca de 0,02%) existe como deutério, ou o chamado hidrogénio “pesado”, que tem um protão e um neutrão no núcleo.

O hidrogénio mais leve (também conhecido como prótio) tem mais facilidade em escapar da gravidade do planeta para o espaço do que a sua contraparte mais pesada. Por causa disto, o escape de água de um planeta pela atmosfera superior deixaria uma assinatura reveladora na proporção de deutério para hidrogénio na atmosfera do planeta; haveria uma proporção descomunal de deutério deixado para trás.

No entanto, a perda de água apenas através da atmosfera não pode explicar o sinal de deutério para hidrogénio observado na atmosfera marciana nem as grandes quantidades de água no passado. Em vez disso, o estudo propõe que uma combinação de dois mecanismos – o aprisionamento de água em minerais na crosta do planeta e a perda de água para a atmosfera – pode explicar o sinal de deutério para hidrogénio observado na atmosfera marciana.

Quando a água interage com a rocha, a erosão química forma argilas e outros minerais hidratados que contêm água como parte da sua estrutura mineral. Este processo ocorre tanto na Terra quanto em Marte. Dado que a Terra é tectonicamente activa, a crosta velha é derretida continuamente no manto e forma uma nova crosta nos limites das placas, reciclando água e outras moléculas de volta para a atmosfera através do vulcanismo. Marte, no entanto, é principalmente tectonicamente inactivo e, portanto, a “secagem” da superfície, assim que ocorre, é permanente.

“A fuga atmosférica claramente teve um papel na perda de água, mas as descobertas da última década de missões marcianas apontaram para o facto de que havia um enorme reservatório de antigos minerais hidratados cuja formação certamente diminuiu a disponibilidade de água ao longo do tempo,” disse Ehlmann.

“Toda esta água foi sequestrada bastante cedo, e nunca mais reciclada,” diz Scheller. A investigação, que se baseou em dados de meteoritos, telescópios, observações de satélites e amostras analisadas por rovers em Marte, ilustra a importância de existirem várias maneiras de estudar o Planeta Vermelho, salienta.

Ehlmann, Hi e Yung colaboraram anteriormente em pesquisas que buscam entender a habitabilidade de Marte traçando a história do carbono, dado que o dióxido de carbono é o principal constituinte da atmosfera. Em seguida, a equipa planeia continuar a usar dados isotópicos e de composição mineral para determinar o destino dos minerais contendo azoto e enxofre. Além disso, Scheller planeia continuar a examinar os processos pelos quais a água da superfície de Marte foi perdida para a crosta usando experiências laboratoriais que simulam processos de erosão marciana, bem como através de observações da crosta antiga pelo rover Perseverance. Scheller e Ehlmann vão também ajudar nas operações da missão Mars 2020 do Perseverance para recolher amostras de rochas e envio à Terra, o que permitirá às cientistas e aos seus colegas testar estas hipóteses sobre as causas das mudanças climáticas em Marte.

Astronomia On-line
19 de Março de 2021


5355: Perscrutando o núcleo empoeirado de uma galáxia para estudar um buraco negro super-massivo activo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Centaurus A ostenta um disco central deformado de gás e poeira, que é evidência de uma colisão e fusão com outra galáxia. Também tem um núcleo galáctico activo que emite fatos periodicamente. É a quinta galáxia mais brilhante do céu e fica a apenas 13 milhões de anos-luz da Terra, tornando-se um alvo ideal para estudar um núcleo galáctico activo – um buraco negro super-massivo que emite jactos e ventos – com o Telescópio Espacial James Webb da NASA.
Crédito: raios-X – NASA/CXC/SAO; ótico – Rolf Olsen; infravermelho – NASA/JPL-Caltech; rádio – NRAO/AUI/NSF/Univ.de Hertfordshire/M. Hardcastle

Investigadores vão em breve mapear e modelar o núcleo da galáxia vizinha Centaurus A com o Telescópio Espacial James Webb da NASA.

Centaurus A é uma galáxia gigante, mas as suas aparições em observações telescópicas podem enganar. Faixas de poeira escura e jovens enxames de estrelas azuis, que cruzam a sua região central, são aparentes no ultravioleta, no visível e no infravermelho próximo, pintando uma paisagem bastante moderada. Mas se mudarmos para comprimentos de onda em raios-X e rádio desvenda-se uma cena muito mais “barulhenta”: do núcleo da galáxia elíptica disforme, jactos espectaculares de material irromperam do seu buraco negro super-massivo – conhecido como núcleo galáctico activo – enviando material para o espaço muito além dos limites da galáxia.

O que, precisamente, está a acontecer no seu núcleo para provocar toda esta actividade? As próximas observações lideradas por Nora Lützgendorf e Macarena García Marín da ESA usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA permitirão aos cientistas examinar através do seu núcleo empoeirado em alta resolução para, pela primeira vez, começar a responder a estas perguntas.

“Há tanta coisa a acontecer em Centaurus A,” explica Lützgendorf. “O gás, o disco e as estrelas da galáxia movem-se sob a influência do seu buraco negro super-massivo central. Dado que a galáxia está tão perto de nós, seremos capazes de usar o Webb para criar mapas bidimensionais para ver como o gás e as estrelas se movem na sua região central, como são influenciados pelos jactos do seu núcleo galáctico activo e, em última análise, caracterizar melhor a massa do seu buraco negro.”

Uma rápida retrospectiva

Cliquemos no botão “retroceder” para rever um pouco do que já se sabe sobre Centaurus A. É bem estudada porque está relativamente próxima – a cerca de 13 milhões de anos-luz – o que significa que podemos resolver claramente a galáxia inteira. O primeiro registo foi feito em meados do século XIX, mas os astrónomos perderam o interesse até à década de 1950 porque a galáxia parecia ser uma galáxia elíptica quieta, embora deformada. Assim que os investigadores começaram a observá-la com radiotelescópios nas décadas de 1940 e 50, Centaurus A tornou-se radicalmente mais interessante – os seus jactos tornaram-se visíveis. Em 1954, os cientistas descobriram que Centaurus A é o resultado de duas galáxias que se fundiram, o que mais tarde foi estimado ter ocorrido há 100 milhões de anos.

Com mais observações no início dos anos 2000, os investigadores estimaram que há cerca de 10 milhões de anos, o seu núcleo galáctico activo disparou jactos gémeos em direcções opostas. Quando examinada em todo o espectro electromagnético, desde raios-X ao rádio, fica claro que há muito mais nesta história que ainda precisamos de aprender.

“Os estudos em vários comprimentos de onda de qualquer galáxia são como camadas de uma cebola. Cada comprimento de onda mostra algo diferente,” disse Marin. “Com os instrumentos de infravermelho próximo e médio do Webb, veremos gás e poeira muito mais frios do que em observações anteriores e aprenderemos muito mais sobre o ambiente no centro da galáxia.”

Visualizando os dados do Webb

A equipa liderada por Lützgendorf e Marín vai observar Centaurus A não apenas obtendo imagens com o Webb, mas reunindo dados conhecidos como espectros, que espalham a luz nos seus comprimentos de onda componentes, como um arco-íris. Os espectros do Webb vão revelar informações de alta resolução sobre as temperaturas, velocidades e composições do material no centro da galáxia.

Em particular, o NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) e o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb vão fornecer à equipa de investigação uma combinação de dados: uma imagem mais um espectro de cada pixel dessa imagem. Isto permitirá que os investigadores construam intrincados mapas 2D dos espectros que os ajudarão a identificar o que está a acontecer por trás do véu de poeira no centro – e analisá-lo em profundidade de muitos ângulos.

Compare este estilo de modelagem com a análise de um jardim. Da mesma forma que os botânicos classificam as plantas com base em conjuntos específicos de características, estes cientistas vão classificar os espectros do MIRI do Webb para construir “jardins” ou modelos. “Se tirarmos uma foto de um jardim a uma grande distância,” explicou Marín, “veremos algo verde, mas com o Webb, vamos poder ver folhas e flores individuais, os seus caules e talvez o solo por baixo.”

À medida que a equipa de pesquisa analisa os espectros, vão construir mapas de partes individuais do jardim, comparando um espectro com outro espectro próximo. Isto é análogo a determinar que partes contêm que espécies de plantas com base nas comparações de “caules,” “folhas,” e “flores” à medida que avançam.

“Quando se trata da análise espectral, fazemos muitas comparações,” continuou Marín. “Se eu comparar dois espectros nesta região, talvez descubra que o que foi observado contém uma população proeminente de estrelas jovens. Ou talvez confirme quais as áreas que são poeirentas e aquecidas. Ou talvez identifiquemos emissão oriunda do núcleo galáctico activo.”

Por outras palavras, o “ecossistema” de espectros tem vários níveis, que permitirão à equipa definir com melhor precisão o que está presente e onde está presente – o que é possível graças aos instrumentos infravermelhos especializados do Webb. E, dado que estes estudos terão como base os muitos que os antecederam, os astrónomos serão capazes de confirmar, refinar ou abrir novos caminhos identificando novas características.

“Pesando” o buraco negro de Centaurus A

A combinação de imagens e espectros fornecidos pelo NIRSpec e pelo MIRI permitirá que a equipa crie mapas de altíssima resolução das velocidades do gás e das estrelas no centro de Centaurus A. “Nós planeamos usar estes mapas para modelar como todo o disco no centro da galáxia se move para determinar com mais precisão a massa do buraco negro,” explica Lützgendorf.

Dado que os investigadores entendem como a gravidade de um buraco negro governa a rotação do gás próximo, podem usar os dados do Webb para “pesar” o buraco negro em Centaurus A. Com um conjunto mais completo de dados infravermelhos, também determinarão se partes diferentes do gás estão a comportar-se conforme o previsto. “Estou ansiosa por preencher totalmente os nossos dados,” disse Lützgendorf. “Espero ver como o gás ionizado se comporta e gira, e onde podemos ver os jactos.”

Os investigadores também esperam abrir novos caminhos. “É possível que encontremos coisas que ainda não considerámos,” explica Lützgendorf. “Em alguns aspectos, estaremos a cobrir um território completamente novo com o Webb.” Marín concorda totalmente e acrescenta que é de valor incalculável aproveitar a grande quantidade de dados. “Os aspectos mais interessantes destas observações é o potencial para novas descobertas,” disse. “Acho que podemos encontrar algo que nos faça olhar para trás para outros dados e reinterpretar o que foi visto antes.”

Estes estudos de Centaurus A serão realizados como parte dos programas conjuntos de Tempo de Observação Garantido de Gillian Wright e Pierre Ferruit. Todos os dados do Webb serão armazenados no MAST (Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes) no STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, EUA.

Astronomia On-line
19 de Março de 2021


5354: What is an equinox?

SCIENCE/EQUINOX

Twice a year, night and day are almost the exact same length.

During an equinox, the sun appears to shine directly over the equator. (Image credit: NOAA; NOAA Environmental Visualization Laboratory )

Twice a year, day and night are about the same length in both the Southern and Northern Hemispheres. This phenomenon is called an equinox, which comes from the Latin words “aequus” (equal) and “nox” (night).

In 2021, the spring equinox will fall on March 20. The fall equinox will occur on Sept. 22.

What causes an equinox?

The Earth orbits the sun, at a tilt of about 23.5 degrees. This means that different parts of our planet receive more or less of the sun’s radiation at various times of the year, depending on our planet’s position in its orbit.

For all countries around the globe, the sun rises in the East and sets in the West. However, the sun also appears to move north for half of the year and south for the other half, depending where you are. Around July, the Northern Hemisphere experiences longer periods of daylight while the Southern Hemisphere sees shorter periods of daylight. And, around December, the opposite is true, with more daylight hours in the Southern Hemisphere and fewer in the Northern Hemisphere.

But twice a year — in March and September — our planet’s tilt aligns with its orbit around the sun, and Earth does not appear to tilt with respect to the sun, according to the National Oceanic and Atmospheric Association.

At this time of year, the sun sits directly above the equator and both hemispheres get the same hours of daylight and night. At these times, the line that divides night and day, called the terminator, “grey line” or “twilight zone,” bisects the Earth and runs through the north and south poles.

Related: How do flat-Earthers explain the equinox? 

However, day and night are still not exactly equal during an equinox, according to EarthSky, although it is very close.

During an equinox, Earth gets a few more minutes of light than darkness. This is because sunrise occurs when the tip of the sun edges over the horizon, and sunset is defined as the moment when the other edge of the sun disappears under the skyline. And because the sun is a disk rather than a point-source of light, Earth sees just a few more minutes of extra light (rather than darkness) during an equinox. Also, the atmosphere refracts the sun’s light and it continues to travel to “nighttime” Earth for a short period, even after the sun has dipped below the horizon.

“On the equinox and for several days before and after the equinox, the length of day will range from about 12 hours and 6 and one-half minutes at the equator, to 12 hours and 8 minutes at 30 degrees latitude, to 12 hours and 16 minutes at 60 degrees latitude,” according to the US National Weather Service.

Equilux (“equal light”), on the other hand, is the term for when day and night are exactly equal. And, because of how sunrise and sunset are defined, the equilux occurs a few days before the spring equinox and a few days after the autumn equinox, according to the U.K.’s Met Office.

When do the equinoxes happen?

Equinoxes don’t necessarily occur on exactly the same day each year. They happen around or on March 20 and Sept. 23. In 2021, the spring equinox will fall on March 20, and the fall equinox will occur on Sept. 22.

These shifting dates are because an Earth year is not exactly 365 days: There is an extra quarter of a day (6 hours) that accumulates each year, causing the date of the equinox to shift. The planet’s orientation towards the sun is also constantly shifting, tweaking the timing of the equinox.

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The equinoxes mark the astronomical beginning of spring or autumn, depending on the hemisphere. However, the meteorological beginning of these seasons is March 1 and Sept. 1.

In the Northern Hemisphere, the March equinox heralds the beginning of spring, and is referred to as the spring or vernal equinox (vernal comes from the Latin term “ver” for spring). At the same time, the Southern Hemisphere shifts into autumn. The converse is true in September, when the northern half of the planet descends into the colder months of autumn and the southern half enters spring.

Earth is not alone in experiencing equinoxes. In fact, every planet in the solar system has them when the planet’s orbit and tilt with respect to the sun result in both hemispheres receiving roughly equal amounts of light.

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The sun set over the right shoulder of the Sphinx during the spring equinox in 2020. (Image credit: © Egypt Ministry of Antiquities)

Who discovered the equinoxes?

People have been tracking the sun’s movements for thousands of years, often incorporating equinoxes into cultural and religious traditions. For many ancient civilizations these solar changes not only dictated the beginning of seasons but also when to plant and harvest crops. In Japan, both equinoxes are public holidays traditionally recognized as a day to remember and worship ancestors and loved ones that have died, according to the Coto Japanese Academy.

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There are also many ancient monuments that mark the equinoxes. For example, during an equinox at the Hindu temple complex Angkor Wat in Cambodia, the sun rises directly above its central temple. The complex, built between A.D. 1113 and 1150, is the largest religious monument in the world. In 1976, scientists published an account of the astronomical link between its architecture and celestial events in the journal Science.

Additionally, the Mayan temple at Chichén Itzá in Mexico, known as the Temple of Kukulcan (or El Castillo), is dedicated to a serpent god. During the equinox, a trick of the light makes it appear as though a serpent is descending down the temple’s side, traveling into the underworld. According to research published in the Journal of Archaeological Science in 2018, the temple was built between the 8th and 12th centuries.

Live Science
By Sarah Wild – Live Science Contributor
17/03/2021


5353: Space station tosses 2.9-ton hunk of space junk overboard. It will stay in orbit for years.

SCIENCE/ISS/SPACE JUNK

The SUV-sized pallet of old batteries is the most massive object the station has ever jettisoned.

The International Space Station jettisons a 2.9-ton pallet carrying used batteries on March 11, 2021. This photo was posted on Twitter by NASA astronaut Mike Hopkins. (Image credit: NASA/Mike Hopkins via Twitter)

The International Space Station got a little lighter last week.

The orbiting lab discarded a 2.9-ton (2.6 metric tons) pallet of used batteries on Thursday morning (March 11) — the most massive object it has ever jettisoned, NASA spokesperson Leah Cheshier told Gizmodo.

The space junk is expected to fall back to Earth in two to four years, agency officials wrote in an update last week. That update also stated that the pallet will burn up “harmlessly in the atmosphere,” but not everyone is convinced that’s the case.

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“This strikes me (haha, a pun given the circumstances) as dangerous. It seems big and dense so unlikely to burn up completely,” astronomer and author Phil Plait, whose “Bad Astronomy” blog runs on Syfy Wire, wrote on Twitter Thursday.

“Yes. On the other hand e.g. Tiangong-1 was 7500 kg [kilograms], much bigger. But I would say given how dense EP9 is, it’s concerning, albeit at the low end of concerning,” responded astronomer and satellite Jonathan McDowell, who’s based at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.

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Tiangong-1 was China’s first prototype space station, which hosted astronaut crews in 2012 and 2013. The school-bus-sized craft ended up crashing back to Earth over the southern Pacific Ocean in April 2018.

EP9, short for “Exposed Pallet 9,” is the recently jettisoned object. EP9 came to the station last year on a Japanese H-II Transfer Vehicle (HTV), as part of the effort to replace the orbiting lab’s old nickel-hydrogen batteries with new lithium-ion ones — an extended process that has required a number of spacewalks over the past five years.

Previously, the old batteries were packed into the disposable HTV, which carried them down to their doom in Earth’s atmosphere. But the October 2018 launch failure of a Soyuz rocket carrying NASA astronaut Nick Hague and cosmonaut Alexey Ovchinin disrupted this pattern, Spaceflight Now reported. (Hague and Ovchinin ended up landing safely, thanks to their Soyuz capsule’s launch-abort system.) And EP9 came up on the ninth and final HTV, meaning it was left without a doomsday ride.

So space station managers decided to jettison the battery-packed pallet. On Thursday morning, ground controllers at NASA’s Johnson Space Center in Houston commanded the orbiting lab’s 57.7-foot-long (17.6 meters) robotic arm to release EP9 into orbit, NASA officials wrote in the update.

The SUV-sized pallet has plenty of space-junk company up there. According to the European Space Agency, researchers estimate that Earth orbit is cluttered with about 34,000 debris objects at least 4 inches (10 centimeters) wide and 128 million pieces that are 1 millimeter across or larger.

Mike Wall is the author of “Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrated by Karl Tate), a book about the search for alien life. Follow him on Twitter @michaeldwall. Follow us on Twitter @Spacedotcom or Facebook. 

Live Science
By Mike Wall – Space.com Senior Writer
17/03/2021


5352: How a metal with a memory will shape our future on Mars

SCIENCE/MARS/METAL NITINOL

A metal that can move on its own will play a key role in NASA’s next voyage to Mars

A rover on the Moon has metal wheels that can flex around rocky obstacles, then reshape back to their original form. On Earth, surgeons install tiny mesh tubes that can dilate a heart patient’s blood vessels all on their own, without mechanical inputs or any wires to help.

These shape-shifting capabilities are all thanks to a bizarre kind of metal called nitinol, a so-called shape-metal alloy that can be trained to remember its own shape. The decades-old material has become increasingly common in a wide range of everyday applications. And in the next decade, the metal will face its most challenging application yet: a sample return mission on Mars.

Nitinol, made of nickel and titanium, works its magic through heat. To “train” a paper clip made of nitinol, for example, you heat it at 500 degrees Celsius in its desired shape, then splash it in cold water. Bend it out of shape, then return the same heat source, and the metal will eerily slink back into its original form.

The temperature that triggers nitinol’s transformation varies depending on the fine-tuned ratio of nickel to titanium. Engineers can tweak the metal to adapt to a wide array of conditions, making it a key tool in places where complex mechanics won’t fit, like the blood vessels surrounding a human heart or a hinge that positions a solar panel by responding to the sun’s heat.

The Verge spoke with engineers at NASA’s Glenn Research Center to see how nitinol will play a role in a mission to retrieve humanity’s first cache of pristine Martian soil samples — the second leg of a Mars mission campaign led by NASA and the European Space Agency. Check out the video above to see how and to see nitinol in action. (We promise, it’s not CGI.)

The Verge