2195: Cassini revela nova escultura nos anéis de Saturno

Mosaico de imagens a cores falsas que mostra Dafne, uma das luas embebidas nos anéis de Saturno, e das ondas que levanta na divisão de Keeler. As imagens recolhidas durante as órbitas próximas da Cassini em 2017 estão a fornecer novas informações sobre o funcionamento complexo dos anéis.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Uma nova análise mostra que à medida que a sonda Cassini da NASA mergulhava perto de Saturno durante o seu último ano, a nave fornecia detalhes intrincados sobre o funcionamento dos anéis complexos do planeta.

Embora a missão tenha terminado em 2017, continua a surgir ciência dos dados recolhidos. Um novo artigo publicado na edição de 13 de Junho da revista Science descreve resultados de quatro instrumentos da Cassini, as observações mais próximas dos anéis principais.

As descobertas incluem detalhes finos de características esculpidas por massas embutidas nos anéis. Texturas e padrões, de amontoados a parecidos com palha, sobressaem das imagens, levantando questões sobre as interacções que os moldaram. Novos mapas revelam como as cores, a química e a temperatura mudam nos anéis.

Como um planeta em construção dentro de um disco de material proto-planetário, minúsculas luas inseridas nos anéis de Saturno (chamadas de A a G, na ordem da sua descoberta) interagem com as partículas em redor. Desta forma, o artigo fornece mais evidências de que os anéis são uma janela para os processos astrofísicos de discos que moldam o nosso Sistema Solar.

As observações também aprofundam a compreensão dos cientistas do complexo sistema de Saturno. Os cientistas concluem que na orla externa dos anéis principais, uma série de estrias similares geradas por impactos no anel F têm o mesmo comprimento e orientação, mostrando que provavelmente foram provocadas por um bando de impactores que atingiram o anel ao mesmo tempo. Isto mostra que o anel é esculpido por correntes de material que orbita o próprio Saturno em vez de, por exemplo, detritos cometários (que se movem em torno do Sol) que chocam contra os anéis.

“Estes novos detalhes de como as luas estão a esculpir, de várias maneiras, os anéis, fornecem uma janela para a formação do Sistema Solar, onde também temos discos evoluindo sob a influência de massas embutidas,” disse Matt Tiscareno, autor principal e cientista da Cassini, do Instituto SETI em Mountain View, no estado norte-americano da Califórnia.

Mistérios Duradouros

Ao mesmo tempo, surgiram novos puzzles e mistérios antigos aprofundaram-se com as investigações mais recentes. As imagens detalhadas dos anéis trouxeram para o foco três texturas diferentes – amontoadas, macias e “riscadas” – e deixaram claro que estas texturas ocorrem em cinturas com limites nítidos. Mas porquê? Em muitos lugares, as cinturas não estão ligadas a quaisquer características dos anéis que os cientistas já tenham identificado.

“Isto diz-nos que a aparência dos anéis não é apenas uma função de quanto material existe,” disse Tiscareno. “Tem que haver algo diferente sobre as características das partículas, talvez afectando o que acontece quando duas partículas dos anéis colidem e ressaltam uma da outra. E nós ainda não sabemos o que é.”

Os dados analisados foram recolhidos durante as Órbitas Rasantes pelos Anéis (entre Dezembro de 2016 e Abril de 2017) e durante o Grande Final (de Abril a Setembro de 2017), quando a Cassini voou logo acima das nuvens de Saturno. À medida que a espaço-nave ficava sem combustível, a equipa da missão fê-la mergulhar deliberadamente na atmosfera do planeta em Setembro de 2017.

O instrumento VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer) da Cassini descobriu outro mistério. O espectrómetro, que observou os anéis no visível e no infravermelho próximo, identificou bandas anormalmente fracas de água gelada na parte mais externa do anel A. Isto foi uma surpresa, porque a área é conhecida por ser altamente reflectiva, o que geralmente é um sinal de gelo menos contaminado e, portanto, de bandas de água gelada mais fortes.

O novo mapa espectral também esclarece a composição dos anéis. E apesar dos cientistas já saberem que a água gelada era o principal componente, o mapa espectral descartou gelo de amónia e gelo de metano detectáveis como ingredientes. Mas também não indica compostos orgânicos – uma surpresa, dado o material orgânico que a Cassini descobriu a fluir do anel D para a atmosfera de Saturno.

“Se existisse material orgânico em grandes quantidades – pelo menos nos anéis principais A, B e C – nós tínhamo-lo visto,” disse Phil Nicholson, cientista do VIMS da Cassini da Universidade de Cornell em Ithaca, Nova Iorque, EUA. “Ainda não estou convencido de que são um componente importante dos anéis principais.”

Este estudo assinala o início da próxima era de ciência da Cassini, disse Jeff Cuzzi, do Centro de Pesquisa Ames da NASA, que estuda os anéis de Saturno desde a década de 1970 e é o cientista interdisciplinar dos anéis da missão Cassini.

“Nós vemos muito mais, e mais de perto, e estamos a obter quebra-cabeças novos e mais interessantes,” acrescentou Cuzzi. “Estamos apenas a adaptar-nos à nova fase, que é a de construir novos modelos detalhados da evolução dos anéis – incluindo a nova revelação de dados da Cassini de que os anéis são muito mais jovens do que Saturno.”

As novas observações dão aos cientistas uma visão ainda mais íntima dos anéis e cada análise revela novas complexidades, disse a cientista do projecto Cassini, Linda Spilker, do JPL da NASA em Pasadena, Califórnia.

“É como aumentar a ampliação durante a observação dos anéis. Todos nós conseguimos ver em mais detalhe o que está a acontecer,” salientou Spilker. “A obtenção desta resolução extra respondeu a muitas perguntas, mas muitas outras permanecem.”

Astronomia On-line
18 de Junho de 2019

Exoplanetas tipo-Júpiter encontrados no “ponto ideal” da maioria dos sistemas planetários

O GPI procurou exoplanetas em centenas de estrelas próximas usando o Telescópio Gemini Sul localizado nos Andes Chilenos. O astrónomo Marshall Perrin está no plano da frente com as Nuvens de Magalhães – duas galáxias satélites da Via Láctea – descendo em direcção ao horizonte a oeste.
Crédito: Marshall Perrin, STScI

À medida que os planetas se formam no turbilhão de gás e poeira em torno de estrelas jovens, parece haver um ponto ideal onde a maioria dos grandes gigantes gasosos, como Júpiter, se reúnem, centrados na órbita onde Júpiter está hoje no nosso próprio Sistema Solar.

A localização deste ponto ideal está a 3-10 vezes a distância que a Terra fica do nosso Sol (3-10 UA, ou unidades astronómicas). Júpiter está a 5,2 UA do nosso Sol.

Esta é apenas uma das conclusões de uma análise sem precedentes de 300 estrelas estudadas pelo GPI (Gemini Planet Imager), um detector infravermelho sensível montado no Telescópio Gemini Sul de 8 metros no Chile.

O GPI Exoplanet Survey, ou GPIES, é um de dois grandes projectos que procuram exoplanetas directamente, bloqueando a luz estelar e fotografando os próprios planetas, em vez de procurar oscilações na estrela – o método de velocidade radial – ou planetas que passam em frente da estrela – a técnica de trânsito. A câmara GPI é sensível ao calor emitido por planetas recém-formados e anãs castanhas, que são mais massivas do que os planetas gigantes gasosos, mas ainda pequenas demais para despoletar a fusão e assim tornarem-se estrelas.

A análise das primeiras 300, entre mais de 500 estrelas investigadas pelo GPIES, publicada na edição de 12 de Junho da revista The Astronomical Journal, “é um marco,” disse Eugene Chiang, professor de astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley e membro do grupo teórico da colaboração. “Agora temos excelentes estatísticas da frequência com que os planetas ocorrem, a sua distribuição de massa e quão longe estão das suas estrelas. É a análise mais abrangente que já vi neste campo.”

O estudo complementa investigações exoplanetárias anteriores através da contagem de planetas entre 10 e 100 UA, uma gama na qual é improvável que as observações de trânsitos pelo Telescópio Espacial Kepler e observações de velocidade radial detectem planetas. Foi liderado por Eric Nielsen, investigador do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia da Universidade de Stanford e envolveu mais de 100 investigadores de 40 instituições de todo o mundo.

Um novo planeta, uma nova anã castanha

Desde que o levantamento GPIES começou há cinco anos, que a equipa fotografou seis planetas e três anãs castanhas em órbita destas 300 estrelas. A equipa estima que cerca de 9% das estrelas massivas têm gigantes gasosos entre 5 e 13 massas de Júpiter para lá das 10 UA, e menos de 1% têm anãs castanhas entre 10 e 100 UA.

O novo conjunto de dados fornece informações importantes sobre como e onde os objectos massivos se formam nos sistemas planetários.

“À medida que nos afastamos da estrela central, os planetas gigantes tornam-se mais frequentes. Mais ou menos a 3-10 UA, a taxa de ocorrência aumenta,” disse Chiang. “Sabemos que este pico ocorre porque o Kepler e os levantamentos via velocidade radial observam um aumento nesta taxa, indo de Júpiteres quentes muito próximos da estrela a Júpiteres a algumas unidades astronómicas da estrela. O GPI preencheu a outra extremidade, indo de 10 a 100 UA, e descobrindo que a taxa de ocorrência cai; os planetas gigantes são encontrados mais frequentemente a 10 do que a 100. Se combinarmos tudo, há um ponto ideal para a ocorrência de planetas gigantes a 3-10 UA.”

“Com observatórios futuros, particularmente o TMT (Thirty-Meter Telescope) e missões espaciais ambiciosas, começaremos a fotografar os planetas que residem no local ideal para estrelas parecidas com o Sol,” disse o membro da equipa, Paul Kalas, professor adjunto de astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley.

O levantamento exoplanetário descobriu apenas um planeta anteriormente desconhecido – 51 Eridani b, com quase três vezes a massa de Júpiter – e uma anã castanha anteriormente desconhecida – HR 2562 B, com aproximadamente 26 vezes a massa de Júpiter. Nenhum dos planetas gigantes fotografados estão em redor de estrelas parecidas com o Sol. Ao invés, os planetas gigantes gasosos foram descobertos apenas em torno de estrelas mais massivas, pelo menos 50% maiores do que o nosso Sol, ou 1,5 massas solares.

“Tendo em conta o que nós e outros levantamentos vimos até agora, o nosso Sistema Solar não se parece com outros sistemas solares,” comentou Bruce Macintosh, investigador principal do GPI e professor de física em Stanford. “Não temos tantos planetas acondicionados tão próximos do Sol quanto outras estrelas e agora temos mais evidências de que somos raros devido à existência destes planetas tipo-Júpiter e ainda maiores.”

“O facto de os planetas gigantes serem mais comuns em estrelas mais massivas do que estrelas parecidas com o Sol é um enigma interessante,” disse Chiang.

Dado que muitas estrelas visíveis no céu nocturno são jovens e massivas, chamadas estrelas A, isto significa que “as estrelas que vemos no céu noturno à vista desarmada são mais propensas a ter planetas com massas tipo-Júpiter em seu redor do que as estrelas mais ténues para as quais precisamos de telescópios,” disse Kalas. “Isto é interessante.”

A análise também mostra que planetas gigantes gasosos e anãs castanhas, embora aparentemente num continuum de massa crescente, podem ser duas populações distintas formadas de diferentes maneiras. Os gigantes gasosos até cerca de 13 vezes a massa de Júpiter parecem ter sido formados por acreção de gás e poeira em objectos mais pequenos – de baixo para cima. As anãs castanhas, entre 13 e 80 vezes a massa de Júpiter, formaram-se como estrelas, por colapso gravitacional – de cima para baixo – dentro da mesma nuvem de gás e poeira que deu origem às estrelas.

“Penso que esta é a evidência mais clara de que estes dois grupos de objectos, planetas e anãs castanhas, formam-se de modo diferente,” explicou Chiang.

Fotografia directa é o futuro

O GPI pode fotografar planetas em torno de estrelas distantes graças à extrema óptica adaptativa, que detecta rapidamente a turbulência na atmosfera e reduz a desfocagem ajustando a forma de um espelho flexível. O instrumento detecta o calor de corpos ainda brilhando graças à sua própria energia interna, como exoplanetas grandes, entre 2 e 13 vezes a massa de Júpiter, e jovens, com menos de 100 milhões de anos, em comparação com a idade do nosso Sol de 4,6 mil milhões de anos. Apesar de bloquear a maior parte da luz da estrela central, o brilho ainda limita o GPI a observar apenas planetas e anãs castanhas longe das estrelas que orbitam, entre 10 e 100 UA.

A equipa planeia analisar os dados das estrelas restantes da investigação, na esperança de obter mais informações sobre os tipos e tamanhos mais comuns de planetas e anãs castanhas.

Chiang salientou que o sucesso do GPIES mostra que a observação directa tornar-se-á cada vez mais importante no estudo dos exoplanetas, especialmente para entender a sua formação.

“A observação directa é a melhor maneira de estudar planetas jovens,” acrescentou. “Quando os planetas jovens estão a ser formados, as suas estrelas jovens são demasiado activas, demasiado ‘nervosas’, para que os métodos de velocidade radial ou de trânsito funcionem facilmente. Mas com imagens directas, é ver para crer.”

Astronomia On-line
18 de Junho de 2019

2193: As árvores não existem. Quem o diz são os terraplanistas

PARANÓIAS

Uma teoria da conspiração sobre árvores está agora a intrigar o mundo. Um terraplanista explica que as árvores não existem e que não passam de arbustos.

A teoria surgiu num vídeo publicado em 2016 no YouTube, que reuniu centenas de milhares de visualizações, mas que entretanto já foi removido da plataforma. O utilizador, Людин Рɣси, explicava neste vídeo a sua bizarra teoria sobre o facto de árvores não existirem. A opinião parece ter ganho popularidade entre vários terraplanistas.

A teoria da conspiração explica que as árvores como hoje as conhecemos não passam na realidade de arbustos, que alegadamente derivam das árvores ancestrais e que tinham 65 quilómetros de altura e três quilómetros de grossura.

O vídeo com mais de uma hora foi entretanto publicado por outro utilizador do YouTube, desta vez com dobragem em inglês. Numa longa e detalhada explicação, a narradora explica que há milhares de anos atrás um evento cataclísmico destruiu 99% da biosfera e levou consigo as “verdadeiras florestas”.

O IFL Science explica que o autor desta teoria aponta algumas evidências da existência desta árvores de dimensões gigantes. O terraplanista sugere que alguns montes, montanhas e planaltos que hoje vemos na paisagem são, na verdade, restos dos milenários troncos dessas árvores.

No vídeo são mostradas imagens de alguns montes e ao lado fotos de troncos de árvores reais. De seguida, é pedido aos espectadores para identificarem as diferenças, que segundo o autor, são apenas notáveis no material e no tamanho.

Esta teoria, agora apoiada por muitos terraplanistas, explica que as pedras da Terra não são pedra, mas destroços deixados pelas árvores gigantes após serem destruídas por um desastre.

O caso foi também notícia na Quartz, onde o autor do artigo, William Thomson, arborista e consultor ambiental, fala sobre esta teoria. “Eu ganho a vida a plantar árvores, mas os terraplanistas dizem-me que elas não existem” é o título deste artigo – que parece resumir perfeitamente quão bizarra é a ideia.

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18 Junho, 2019

2192: Sal de mesa descoberto numa Lua de Júpiter aumenta esperanças de vida alienígena

CIÊNCIA

JPL-Caltech / NASA
A superfície brilhante de Europa, a misteriosa lua de Júpiter

A descoberta dos compostos de sal de mesa na Europa, uma das luas de Júpiter, pode abrir a possibilidade de que haja lá vida alienígena ou que este seja um lugar habitável no futuro.

Acredita-se que Europa, uma lua congelada em torno de Júpiter, seja um dos mundos mais habitáveis do sistema solar. Foi primeiro avistado em detalhe pela sonda Voyager 1 em 1979, revelando uma superfície quase desprovida de grandes crateras.

Este satélite é principalmente feito de silicato e, segundo o Tech Explorist, tem uma crosta de gelo e provavelmente um núcleo de ferro e níquel. A sua atmosfera é composta maioritariamente por oxigénio e, por debaixo do gelo, água salgada. No entanto, as observações não permitiram saber ao certo como é a água salgada desta Lua.

Agora, um novo estudo, publicado esta quarta-feira na revista Science Advances, mostra que pode ser cloreto de sódio, conhecido como sal de mesa. Isto tem implicações importantes para a potencial existência de vida nas profundezas ocultas da Europa.

Os cientistas acreditam que a circulação hidrotermal no oceano, possivelmente impulsionada por fontes hidrotermais, pode naturalmente enriquecer o oceano em cloreto de sódio, através de reacções químicas entre o oceano e a rocha. Na Terra, acredita-se que as fontes hidrotermais sejam uma fonte de vida, como as bactérias.

De acordo com o The Conversation, descobriu-se que as plumas que emanam do pólo sul da lua de Saturno Enceladus, que tem um oceano semelhante, contêm cloreto de sódio, tornando tanto Europa quanto Enceladus alvos ainda mais atraentes para exploração.

Se olharmos para o espectro da luz reflectida da superfície, podemos inferir quais as substâncias que lá estão. Isto mostra evidências de gelo. A questão pertinente dos cientistas é se essas substâncias vêm do interior da Europa.

Para produzir ácido sulfúrico em água gelada, é necessário uma fonte de enxofre e energia para impulsionar a reacção química. Parte disso pode vir de dentro da lua na forma de sais de sulfato, alguns dos quais podem ser libertados por meteoritos, mas a explicação mais plausível é que vem da sua lua vulcânica, Io.

A equipa responsável por este novo estudo argumentou que o lado da Europa ao longo da sua órbita, o principal hemisfério, que é protegido do bombardeamento de enxofre, pode ser o melhor lugar para procurar evidências de quais sais realmente existem dentro da lua.

Os investigadores usaram o poderoso Telescópio Espacial Hubble e descobriram evidências de cloreto de sódio. Embora já houvessem suspeitas de sais na Europa, os dados mais recentes do Hubble permitiram que os cientistas o reduzissem a uma região chamada de terreno do caos. Isto significa que eles provavelmente virão do interior da Europa.

A vida como a conhecemos precisa de água líquida e energia. O facto da Europa ter um oceano líquido diz-nos que há água líquida e uma fonte de energia para impedir que ela congele. Mas a composição química do oceano também é crucial. Salmoura, “água salgada”, tem um ponto de congelamento menor do que a água pura, o que significa que torna a água mais habitável.

O sal, especificamente os iões de sódio no sal de mesa, é também crucial para toda uma gama de processos metabólicos na vida vegetal e animal. Em contraste, alguns outros sais, como os sulfatos, podem inibir a vida se presentes em grandes quantidades.

Os cientistas estavam ansiosos para puderem apontar que podem estar a ver apenas a ponto do icebergue de uma complicada cadeia de processos sub-superficiais. Mas, para aqueles que esperam que haja vida na Europa, a descoberta do cloreto de sódio é uma excelente notícia.

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18 Junho, 2019

 

2191: Astrónomos descobrem uma misteriosa “ponte intergaláctica” gigante

INAF

Uma equipa internacional de astrónomos descobriu uma “ponte intergaláctica”, uma misteriosa corrente de ondas de rádio que abrange dez milhões de anos-luz e conecta dois aglomerados de galáxias que estão em processo de colisão lenta.

No Universo, a matéria é distribuída na forma de uma “teia cósmica”, que consiste de estruturas filamentosas cujas intersecções formam concentrações colossais de milhares de galáxias chamadas aglomerados.

Os investigadores, liderados por Federica Govoni, do Instituto Nacional de Astrofísica de Cagliari, em Itália, estudaram dois grupos denominados Abell 0399 e Abell 0401, usando a rede de radiotelescópios LoFar.

Os aglomerados de galáxias são os maiores objectos ligados gravitacionalmente no universo. Estes aumentam lentamente em massa, capturando gás nas proximidades e fundindo-se com outros aglomerados. Estão em pontos cruciais da distribuição de matéria no universo.

Observações anteriores descobriram um filamento que ligava as enormes concentrações de galáxias. O novo estudo, publicado na revista Science, determinou pela primeira vez que este filamento tem um campo magnético.

Os dois aglomerados localizam-se a cerca de 330 milhões de anos-luz da Terra. Um filamento de gás que conecta os dois aglomerados contém partículas carregadas electricamente aceleradas, emitindo radiação sincrotrão e produzindo um sinal de rádio caracteristicamente difuso (muitas vezes chamado de halo). Os próprios aglomerados de galáxias possuem esses halos.

“Normalmente observamos esse mecanismo de emissão em acção em galáxias individuais e até mesmo em aglomerados de galáxias, mas nunca antes foi observada uma emissão de rádio a conectar dois desses sistemas”, explicou Matteo Murgia, do Instituto Nacional de Astrofísica, em comunicado.

“A presença desse filamento despertou a nossa curiosidade e levou-nos a investigar se o campo magnético poderia estender-se além do centro dos aglomerados, permeando o filamento da matéria que os conecta. Com grande satisfação, a imagem obtida com o radiotelescópio LOFAR confirmou a nossa intuição, mostrando o que pode ser definido como uma espécie de “aurora” em escalas cósmicas”, continuou Govoni.

Agora, o objectivo é entender “se esse filamento magnetizador é um fenómeno comum na rede cósmica”.

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18 Junho, 2019

2190: A Humanidade poderia mover a órbita da Terra para escapar à morte do Sol

CIÊNCIA

(CCO/PD) Buddy_Nath / Pixabay

O Sol vai morrer e sufocar a Terra com a sua própria agonia. O engenheiro espacial Matteo Ceriotti defende que, para conseguir escapar a este terror, a Humanidade poderia empurrar a órbita da terra para uma distância segura e, assim, sair ilesa deste evento catastrófico.

No filme de ficção científica The Wandering Earth (Terra à Deriva), disponível na Netflix, a Humanidade tenta mudar a órbita da Terra para escapar do Sol em expansão e, assim, evitar uma colisão com Júpiter. Este cenário pode, um dia, tornar-se realidade, pelo menos de acordo com Matteo Ceriotti, engenheiro espacial da Universidade de Glasgow, na Escócia.

Daqui a cinco mil milhões de anos, o Sol começará a morrer, expandindo-se a uma velocidade extrema, atormentando a Terra. Se quiserem escapar a esta obliteração cósmica, os seres humanos precisam de pensar com antecedência no plano B.

A melhor aposta da Humanidade é migrar para outro planeta. No entanto, com planeamento suficiente, Ceriotti acredita que poderia ser possível empurrar a órbita da Terra em redor do Sol para uma distância segura onde a explosão não nos atingiria.

A tecnologia de viagens espaciais está em expansão e os cientistas esperam que melhore consideravelmente nos próximos anos. Ainda assim, o investigador analisou números com base no padrão actual e chegou à conclusão que para impulsionar o nosso planeta até à distância da órbita de Marte, a Humanidade precisaria de minerar 85% da massa do planeta para construir foguetes suficientes (300 mil milhões) para empurrar os 15% restantes para a órbita do Planeta Vermelho.

Na The Conversation, o cientista explicou que a Ciência tem explorado várias técnicas para mover pequenos corpos, como asteróides, da sua órbita para proteger o nosso planeta de eventuais impactos. Algumas dessas técnicas são baseadas numa acção impulsiva e, muitas vezes, destrutiva: uma explosão nuclear perto ou até mesmo na superfície do asteróide – uma solução que não funcionaria no caso da Terra.

Outras técnicas envolvem um impulso suave e contínuo durante um longo período de tempo, fornecido por uma espécie de rebocador ancorado na superfície do corpo celeste, ou por uma nave espacial a pairar perto dele. Segundo o Futurism, esta solução também não pode ser aplicada ao nosso planeta, uma vez que a sua massa é enorme, comparada com os maiores asteróides.

Na verdade, nós já estamos a mover a órbita da Terra: quando lançamos uma sonda em direcção a outro planeta, ela transmite um pequeno impulso que empurra o nosso planeta na direcção oposta. Felizmente (ou infelizmente) este efeito é muito pequeno.

Assim, Matteo Ceriotti argumenta que o Falcon Heavy, da SpaceX, é o veículo de lançamento mais capaz que temos actualmente à disposição para o efeito, mas não seria suficiente.

Ceriotti argumentou que os propulsores a laser seriam mais eficazes do que os propulsores da Falcon Heavy, mas eles nem sequer existem. Por isso, pelo menos para já, a solução mais realista é encontrar um novo planeta para viver.

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17 Junho, 2019

2189: Os humanos podem ter sido destinados a reinar sobre a Terra (e já sabemos porquê)

CIÊNCIA

Viktor M. Vasnetsov / Wikimedia

Se voltássemos atrás no tempo, a aleatoriedade dos eventos mudaria completamente o nosso caminho evolucionário. No entanto, os cientistas descobriram que os inúmeros trilhos possíveis poderiam não evitar que fossem os humanos a espécie dominadora.

O que aconteceria se voltássemos a um ponto aleatória na nossa história evolutiva e recomeçássemos o relógio do tempo? O paleontólogo norte-americano Stephen Jay Gould propôs este pensamento no final dos anos 80 e, ainda hoje, cativa a imaginação dos biólogos evolucionistas.

Gould calculou que, se o tempo fosse rebobinado, a evolução levaria o rumo da vida por um caminho completamente diferente e os humanos nunca voltariam a evoluir da mesma forma. De facto, o cientista considerou que a evolução da humanidade era tão rara que poderíamos repetir a história um milhão de vezes e não veríamos nada parecido com o Homo Sapiens.

Os eventos do acaso desempenham um papel enorme na evolução. Isto inclui extinções em massa gigantescas, como impactos de asteróides cataclísmicos e erupções vulcânicas. Mas os eventos aleatórios também operam na escala molecular. A mutação genética, que forma a base da adaptação evolucionária, depende de eventos fortuitos.

Simplificando, a evolução é o produto da mutação aleatória. Algumas mutações raras podem melhorar a hipótese de sobrevivência de um organismo em determinados ambientes em detrimento de outros. Esta aleatoriedade inerente sugere que diferentes formas de vida se originariam caso rebobinássemos o rolo da vida.

Óbvio que na realidade, é impossível rebobinar o relógio desta maneira. No entanto, os biólogos evolucionistas experimentais têm os meios para testar algumas das teorias de Gould numa micro-escala com bactérias. Os resultados foram divulgados num estudo publicado no ano passado na revista Science.

Os microrganismos dividem-se e evoluem muito rapidamente. Podemos, portanto, congelar milhões de células idênticas no tempo e armazená-las indefinidamente. Isso permite obter um subconjunto dessas células, desafiá-las a crescer em novos ambientes e monitorizar as alterações adaptativas em tempo real. Podemos ir do “presente” para o “futuro” e vice-versa quantas vezes quisermos.

Evidências do destino evolutivo

Muitos estudos de evolução bacteriana descobriram que a evolução segue caminhos muito previsíveis a curto prazo, com os mesmos traços e soluções genéticas frequentemente realizadas. Todas as populações em evolução nesta experiência mostram maior aptidão, crescimento mais rápido e células maiores do que as ancestrais. Isto sugere que os organismos têm algumas restrições sobre como podem evoluir.

Existem forças que mantêm os organismos em evolução numa linha recta e estreita. A selecção natural é o guia da evolução, reinando no caos de mutações aleatórias e estimulando mutações benéficas. Isto significa que muitas mudanças genéticas irão desaparecer ao longo do tempo, com apenas as melhores a resistirem.

Encontramos evidências disso na história da evolução, onde espécies que não estão intimamente relacionadas, mas compartilham ambientes semelhantes, desenvolvem um traço semelhante.

Por exemplo, Pterossauros e pássaros extintos evoluíram tanto nas asas quanto num bico distinto, mas não de a mesma espécie ancestral. Essencialmente, asas e bicos evoluíram duas vezes, em paralelo, devido a pressões evolutivas.

Mas a arquitectura genética também é importante. Certas localizações no genoma contribuirão para a evolução com maior frequência, ou com um efeito maior, do que outras — influenciando os resultados evolutivos.

Leis da Física

Mas e as leis da Física subjacentes — favorecem a evolução previsível? Em escalas muito grandes, parece que sim. Sabemos de muitas leis do nosso universo são certas, como por exemplo a gravidade e as teorias de Isaac Newton. Estas descrevem o universo como perfeitamente previsível.

Se a visão de Newton permanecesse perfeitamente verdadeira, a evolução dos humanos seria inevitável. No entanto, essa previsibilidade reconfortante foi abalada pela descoberta do mundo contraditório, mas fantástico, da mecânica quântica no século XX. Em escalas menores de átomos e partículas, a verdadeira aleatoriedade está em jogo — o que significa que o nosso mundo é imprevisível no mais fundamental nível.

Isto significa que as “regras” para a evolução permaneceriam as mesmas, não importando quantas vezes nós rebobinássemos a cassete. Por exemplo, haveria sempre uma vantagem evolutiva para os organismos que absorvem a energia solar. Mas, em última análise, a aleatoriedade, que é incorporada em muitos processos evolutivos, retira a nossa capacidade de “prever o futuro” com total certeza.

Há um problema na astronomia que funciona como uma analogia apropriada. Em 1700, um instituto matemático ofereceu um prémio para resolver “o problema dos três corpos“, que consiste em descrever precisamente a relação gravitacional e órbitas resultantes do Sol, da Terra e da Lua.

O vencedor, Joseph-Louis Lagrange, essencialmente provou que o problema não poderia ser resolvido exactamente. Assim como o caos introduzido por mutações aleatórias, um pequeno erro inicial inevitavelmente surgiria, o que significa que não se poderia determinar com exactidão onde os três corpos acabariam no futuro. Mas como o parceiro dominante, o Sol dita as órbitas de todos os três — permitindo-nos reduzir as possíveis posições dos corpos dentro de um alcance.

Isso é muito semelhante à evolução. Podemos não estar totalmente certos de onde os humanos estariam se rebobinássemos o tempo, mas os caminhos disponíveis para os organismos em evolução estão longe de ser ilimitados.

ZAP // The Conversation

Por ZAP
17 Junho, 2019

2188: ESO Astronomy

ESO Picture of the Week: This stunning photograph shows some of the antennas comprising the ALMA Observatory all observing a panoramic view of the Milky Way’s centre. Some features visible in the sky include Crux (The Southern Cross) just above and to the right of the nearest antenna, and the Carina Nebula slightly further to the right. Image credit: Petr Horálek Photography / ESO Astronomy http://socsi.in/eTeN1
Credit: @ESO
Eso foto da semana: Esta fotografia deslumbrante mostra algumas das antenas que compõem o ALMA Observatory, tudo a observar uma vista panorâmica do centro da Via Láctea. Algumas características visíveis no céu incluem crux (a cruz do Sul) logo acima e à direita da antena mais próxima, e a nebulosa da Carina ligeiramente mais longe para a direita. Crédito da imagem: Petr Horálek Photography / ESO Astronomy http://socsi.in/eTeN1
Crédito: @Eso

2187: O vulcão de gelo do planeta Ceres formou-se a partir de uma bolha de lama salgada

CIÊNCIA

JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA / NASA

Quando a sonda Dawn da NASA chegou a Ceres, avistou várias características marcantes, incluindo Ahuna Mons, a maior montanha do planeta anão.

Tem uma altura máxima de cerca de 5 quilómetros. Dado que Ceres é inferior a 1.000 quilómetros de diâmetro, Ahuna Mons destaca-se um pouco – seria como ter uma montanha de 67 quilómetros de altura na Terra.

A formação peculiar emergiu do terreno liso e tem riscas brilhantes que vão do topo até o fundo das suas encostas. Não há outra montanha como esta em Ceres e os investigadores acreditam que é o produto de um fenómeno geológico curioso. De acordo com um estudo publicado na revista Nature Geoscience, os cientistas acreditam que o Ahuna Mons se formou quando uma bolha de sal, água e rocha começou a empurrar a superfície.

Usando dados de Dawn, que ajudou a desvendar o mistério das manchas de Ceres, os cientistas encontraram evidências que sugeriram que o manto sob a crosta do planeta anão não é sólido e rígido. É pelo menos parcialmente fluido e possui movimentos internos, alimentados pelo calor dos elementos radioactivos em decomposição. Uma nuvem de salmoura e lama a expelir a crosta pode explicar a forma e a composição da montanha.

“Ficamos emocionados ao descobrir que processo ocorreria no manto de Ceres, logo abaixo de Ahuna Mons, foi responsável por trazer o material para a superfície. Claro, Ahuna Mons também era um pouco duvidosa devido à sua forma como um vulcão”, disse o principal autor Ottaviano Ruesch, da Agência Espacial Europeia (ESA), em comunicado.

Ao monitorizar como a nave espacial orbitava o planeta anão, os investigadores conseguiram criar um mapa do seu campo gravitacional. Abaixo de Ahuna Mons há uma anomalia gravitacional. “Analisamos mais de perto essa anomalia e mais modelos revelaram que tinha que ser uma protuberância no manto de Ceres”, acrescentou Ruesch. “A conclusão era óbvia: a mistura de substâncias fluidas e pedras tinha chegado à superfície, acumulando-se em Ahuna Mons.”

Ceres é o maior objecto no cinturão de asteróides e o único planeta anão que está sempre dentro da órbita de Neptuno. O nome de Ahuna Mons vem do festival da colheita da etnia Sumi Naga na Índia.

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Por ZAP
16 Junho, 2019

2186: NASA testa um novo combustível “verde” na sua nave espacial pela primeira vez

O combustível usado nas naves espaciais é altamente poluente. Contudo, as premissas de melhorar as emissões poluentes têm de ser acatadas por todos. Nesse sentido, a NASA está a testar um líquido não tóxico que poderá alimentar o futuro no espaço e impulsionar missões à Lua ou a “outros mundos”.

Entretanto, a agência espacial norte-americana irá testar o combustível e o sistema de propulsão compatível no espaço pela primeira vez. Irá ser na Green Propellant Infusion Mission ou Missão de Infusão de Propulsante Verde (GPIM), marcada para ser lançada este mês num foguete SpaceX Falcon Heavy.

NASA aposta numa Missão de Infusão de Propulsante Verde (GPIM)

Segundo a NASA, esta missão demonstrará as características excepcionais de um combustível “verde” de alto desempenho. Este produto foi desenvolvido pelo Laboratório de Investigação da Força Aérea (AFRL) na Base Aérea de Edwards, na Califórnia.

O propulsante combina nitrato de Hydroxylammonium e amónio com um oxidante que permite que ele queime, criando uma alternativa à hidrazina, o combustível altamente tóxico comummente usado pelas naves espaciais actualmente.

A nave “adora” a hidrazina, mas é tóxica para os seres humanos. A utilização do líquido transparente requer precauções apertadas de segurança. Assim, é obrigatório o uso de roupas de protecção, luvas grossas de borracha e tanques de oxigénio. O GPIM promete menos restrições de manuseio que reduzirão o tempo de preparação para o lançamento.

As naves espaciais podem ser alimentadas durante o fabrico, simplificando o processamento nas instalações de lançamento, resultando em economia de custos.

Explicou Christopher McLean, investigador principal da GPIM na Ball Aerospace of Boulder, Colorado. A empresa lidera esta missão de demonstração de tecnologia da NASA.

Outra vantagem deste propulsante é o desempenho. É mais denso que a hidrazina e oferece um desempenho quase 50% melhor – o equivalente a obter 50% a mais de quilómetros por litro no seu carro. Isso significa que as naves podem viajar mais longe ou operar durante mais tempo com menos propulsante a bordo.

Para aproveitar os benefícios do combustível, os engenheiros primeiro tiveram que desenvolver novos equipamentos. Nesse sentido foram desenvolvidas novas tecnologias para propulsores, tanques, filtros e até válvulas. O GPIM usa um conjunto de propulsores que são accionados em diferentes cenários para testar o desempenho e a confiabilidade do mecanismo. Manobras planeadas incluem redução de órbita e afinações na nave espacial.

Será uma aposta para futuro?

Fred Wilson, director de desenvolvimento de negócios da Aerojet, tem décadas de experiência em sistemas de propulsão de naves. Wilson deu crédito à NASA pelo financiamento da tecnologia, através de demonstração de voo. Levar o propulsante verde do laboratório para o espaço assegura que a capacidade possa ser totalmente adoptada pelo governo e pela indústria.

Se não fosse pelo investimento inicial e pelo risco inerente de fazer algo pela primeira vez, esta tecnologia provavelmente já estaria no espaço. A NASA preparou-se para financiar isso porque vemos o valor e o potencial desta tecnologia para impulsionar o voo espacial.

Referiu Dayna Ise, executiva do programa Missões de Demonstração Tecnológica da NASA, que administra o GPIM.

Segundo as várias entidades envolvidas, o objectivo é levar este combustível a outros sistemas. Os satélites, por exemplo, são um alvo para a utilização deste combustível. Isto porque a tendência é para satélites cada vez menores, para lançar mais unidades numa única missão.

Assim, é muito natural que a tecnologia possa atrair pequenos construtores de satélites e cubos. Estes têm orçamentos pequenos e limitações sérias de espaço e peso. De pequenos satélites a grandes naves, há uma grande variedade de missões espaciais que podem beneficiar do uso de propulsantes verdes.

O que é um Propulsante?

Propulsante ou propelente  é um material que pode ser usado para mover um objecto aplicando uma força.

Pode ou não envolver uma reacção química. O material pode ser constituído de gás, líquido ou plasma e antes de uma reacção química, um sólido. Exemplos de propulsantes são a gasolina, querosene de aviação e o combustível de foguetes espaciais.

Imagem: NASA
Fonte: NASA
pplware
15 Jun 2019
Vítor M.

2185: NASA precisa de 20 mil milhões de dólares adicionais para levar humanos à Lua

Jim Bridenstine, administrador da NASA. REUTERS/Leah Millis

O orçamento actual da NASA ronda os 20 mil milhões de dólares por ano – mas esse valor pode não ser suficiente para as próximas missões. A revelação foi feita por Jim Bridenstine, administrador da NASA, que aponta a necessidade de aumentar o financiamento anual da agência.

A agência espacial norte-americana quer colocar humanos na lua em 2024. Para concluir o projecto da Lua, o administrador da NASA estima que sejam “precisos entre 20 a 30 mil milhões de dólares”, nos próximos cinco anos.

Em entrevista à CNN, o administrador da NASA refere que este aumento de orçamento, que rondará os 4 a 6 mil milhões de dólares adicionais, permitirá criar um “programa sustentável”. “Pensemos na questão como um investimento a curto prazo para chegar a um programa sustentável na lua, onde estaremos também a manter um olho em Marte”.

A próxima missão de aterragem na Lua recebeu o nome de Artemis – o nome da deusa grega irmã de Apolo, a designação dada à missão que colocou o homem na Lua, há cinquenta anos. Entretanto, esta nova missão já foi criticada por Donald Trump, num tweet que aponta que a NASA deveria estar preocupada com Marte e não com a Lua.

À CNN, Jim Bridenstine esclareceu que está amedrontado pelas declarações de Trump – especialmente quando qualquer aumento de orçamento da NASA precisa de ser aprovado pelo Congresso.

O governo de Donald Trump já submeteu um pedido de aumento de 1,6 mil milhões de dólares ao orçamento da NASA, para o próximo ano fiscal. Caso seja aprovado, o orçamento da NASA passaria para os 21,6 mil milhões de dólares – ainda longe das ambições indicadas pelo administrador da agência.

dn-insider
Sexta-feira, 14 Junho 2019
Cátia Rocha