Astrofísicos descobriram um sistema planetário “próximo” da Terra formado por seis planetas que orbitam a sua estrela em sincronia, como se dançassem uma valsa, divulgou esta quarta-feira a revista científica Nature.
Os seis planetas, que provavelmente têm realizado esta mesma “dança rítmica” desde que o sistema planetário se formou há milhares de milhões de anos, orbitam a estrela HD110067, situada a cerca de 100 anos-luz da Terra, na constelação da Cabeleira de Berenice.
Segundo os autores da investigação, liderada pelo astrofísico espanhol Rafael Luque, da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, este raro sistema planetário pode dar novas pistas sobre a formação e evolução dos planetas.
“Esta descoberta vai tornar-se uma referência para estudar como os sub-Neptunos, o tipo mais comum de planetas fora do Sistema Solar, se formaram, evoluíram, de que são feitos e se possuem as condições certas para suportar água líquida nas suas superfícies”, sustentou Rafael Luque, citado em comunicado pela Universidade de Chicago.
As observações dos seis planetas foram feitas com o telescópio espacial norte-americano TESS e a leitura de dados combinada com a informação recolhida pelo telescópio espacial europeu CHEOPS.
Os planetas extra-solares em questão estão em ressonância orbital, que ocorre quando dois ou mais corpos celestes em órbita exercem influência gravitacional um sobre o outro.
No caso, o planeta mais próximo da estrela HD110067 completa três órbitas por cada duas feitas pelo planeta seguinte, um padrão que se repete entre os quatro planetas mais próximos da estrela.
Entre os planetas mais distantes da estrela HD110067 repete-se duas vezes um padrão de quatro órbitas por cada três feitas pelo planeta seguinte.
“Pensamos que apenas cerca de um por cento de todos os sistemas [planetários] permanecem em ressonância, e menos ainda mostram uma cadeia de planetas nesta configuração”, assinalou o astrofísico Rafael Luque, acrescentando que “a configuração original” do sistema HD110067 “sobreviveu intocada”.
Uma nova descoberta pioneira poderá transformar a forma como os astrónomos compreendem algumas das maiores e mais comuns estrelas do Universo.
Impressão de artista de uma estrela “vampira” (esquerda) que rouba material da sua “vítima”. Crédito: ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink
A investigação levada a cabo pelo estudante de doutoramento Jonathan Dodd e pelo Professor René Oudmaijer, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leeds, aponta para novas e intrigantes evidências de que as estrelas massivas Be – que até agora se pensava existirem principalmente em sistemas duplos – podem de facto ser “triplas”.
A notável descoberta poderá revolucionar a nossa compreensão destes objectos – um subconjunto das estrelas B – que são considerados um importante “banco de ensaio” para o desenvolvimento de teorias sobre a evolução das estrelas em geral.
Estas estrelas Be estão rodeadas por um disco característico feito de gás – semelhante aos anéis de Saturno no nosso próprio Sistema Solar. E embora as estrelas Be sejam conhecidas há já cerca de 150 anos – tendo sido identificadas pela primeira vez pelo famoso astrónomo italiano Angelo Secchi em 1866 – até agora, ninguém sabia como se formavam.
Até à data, o consenso entre os astrónomos diz que os discos são formados pela rápida rotação das estrelas Be, que pode ser provocada pela interacção das estrelas com a outra estrela no sistema binário.
Sistemas triplos
Dodd, autor correspondente da investigação, disse: “O melhor ponto de referência para isso é ver a ‘Guerra das Estrelas’, onde há planetas com dois sóis”.
Mas agora, ao analisar os dados do satélite Gaia da ESA, os cientistas dizem ter encontrado evidências de que estas estrelas existem de facto em sistemas triplos – com três corpos a interagir em vez de apenas dois.
Dodd acrescentou: “Observámos a forma como as estrelas se movem no céu nocturno, em períodos mais longos, como 10 anos, e períodos mais curtos, de cerca de seis meses.
Se uma estrela se move em linha recta, sabemos que há apenas uma estrela, mas se houver mais do que uma, veremos uma ligeira oscilação ou, no melhor dos casos, uma espiral.
“Aplicámos isto aos dois grupos de estrelas que estamos a analisar – as estrelas B e as estrelas Be – e o que descobrimos, de forma confusa, é que, à primeira vista, parece que as estrelas Be têm uma taxa mais baixa de companheiras do que as estrelas B. Isto é interessante porque esperávamos que as estrelas Be tivessem uma taxa mais elevada”.
No entanto, o investigador principal, prof. Oudmaijer, disse: “O facto de não as vermos pode dever-se ao facto de serem agora demasiado ténues para serem detectadas”.
Impressão de artista composta por uma estrela com um disco à sua volta (uma estrela “vampira” Be; primeiro plano) e a sua estrela companheira que foi despojada das suas camadas exteriores (fundo). Crédito: ESO/L. Calçada
Transferência de massa
Os investigadores analisaram depois um conjunto diferente de dados, procurando estrelas companheiras mais distantes, e descobriram que, a estas separações maiores, a taxa de estrelas companheiras é muito semelhante entre as estrelas B e Be.
A partir daí, puderam inferir que, em muitos casos, uma terceira estrela está em jogo, forçando a companheira a aproximar-se da estrela Be – suficientemente perto para que a massa possa ser transferida de uma para a outra e assim possa formar o disco característico da estrela Be.
Isto também pode explicar porque é que já não vemos estas companheiras; tornaram-se demasiado pequenas e ténues para serem detectadas depois da estrela Be “vampira” ter sugado tanta da sua massa.
A descoberta poderá ter um enorme impacto noutras áreas da astronomia – incluindo a nossa compreensão dos buracos negros, das estrelas de neutrões e das fontes de ondas gravitacionais.
O professor Oudmaijer afirmou: “Está a decorrer uma revolução na física em torno das ondas gravitacionais. Só há alguns anos é que começámos a observar estas ondas gravitacionais, que se descobriu serem devidas à fusão de buracos negros.
“Sabemos que estes objectos enigmáticos – buracos negros e estrelas de neutrões – existem, mas não sabemos muito sobre as estrelas que se transformam neles. As nossas descobertas fornecem uma pista para compreender estas fontes de ondas gravitacionais”.
E acrescentou: “Durante a última década, os astrónomos descobriram que a binariedade é um elemento incrivelmente importante na evolução estelar. Estamos agora a avançar mais para a ideia de que é ainda mais complexo do que isso e que as estrelas triplas devem ser consideradas.”
“De facto”, disse Oudmaijer, “as triplas tornaram-se as novas binárias”.
Os misteriosos redemoinhos existentes na Lua já podem ser melhor explicados. Um novo estudo poder ajudar os cientistas a descobrir as causas destas curvas brilhantes.
NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University
De acordo com o Science Alert, através de um estudo minucioso destas misteriosas características dos conhecidos como redemoinhos lunares, os cientistas descobriram que pelo menos um deles está ligado à topografia lunar.
Esta é uma informação que poderá ajudar os cientistas a descobrirem a causa destas curvas brilhantes, cuja origem tem até agora permanecido desconhecida.
John Weirich, cientista planetário, do Planetary Science Institute, explicou que “a interpretação canónica dos redemoinhos lunares é que a topografia não tem qualquer influência na localização ou na forma do redemoinho”.
No novo estudo publicado no Planetary Science Journal, Deborah Domingue e a sua equipa descobriram que as áreas brilhantes do remoinho lunar em Mare Ingenii têm uma elevação mais baixa do que as faixas escuras entre elas.
Chegaram a esta conclusão gerando e examinando dados topográficos de redemoinhos lunares com uma resolução mais elevada do que a que tinha sido efectuada anteriormente.
“Os remoinhos lunares são estranhos e belos. Como o nome sugere, são padrões de redemoinhos que podem ser encontrados na Lua, tanto no mare escuro (planícies de basalto lunar vulcânico escuro) como nas terras altas brilhantes. São caracterizados por linhas onduladas brilhantes, separadas por intervalos mais escuros entre elas.
Deborah Domingue et al
O que se sabe dos redemoinhos lunares?
Todos os redemoinhos lunares identificados até à data coincidem com um campo magnético sobre a superfície lunar, que os cientistas pensam desviar as partículas solares, impedindo que a meteorização espacial afecte os redemoinhos tanto como o solo à sua volta.
Também parece haver uma ligação entre os remoinhos lunares e os tubos de lava enterrados por baixo deles.
Pensava-se que não havia qualquer relação entre a forma da superfície e a forma dos remoinhos, mas trabalhos recentes mostraram que isso pode não ser verdade.
A equipa liderada por Domingue descobriu que num remoinho numa região conhecida como Mare Ingenii, as linhas brilhantes são mais baixas do que as faixas mais escuras entre elas, em cerca de 2 a 3 metros.
Encontrar isto é interessante, mas não é o suficiente para determinar uma ligação. Por isso Weirich e os seus colegas investigaram outro redemoinho — o mais famoso — conhecido como Reiner Gamma.
Recolheram dados da câmara da Lunar Reconnaissance Orbiter e processaram-nos de modo obter a topografia da superfície em alta resolução.
Os resultados foram idênticos aos do redemoinho observado em Mare Ingenii.
“Neste artigo estudámos o Reiner Gamma e descobrimos que as áreas brilhantes são cerca de 4 metros mais baixas do que as áreas escuras”, diz Weirich.
“No entanto, não é tão simples como o facto de as áreas claras serem uniformemente mais baixas do que as áreas escuras. Se fosse esse o caso, esta relação entre a topografia e o remoinho seria fácil de demonstrar, comparando um mapa de elevação com uma imagem do remoinho.
Em vez disso, esta relação só se verifica quando comparamos a altura média das zonas claras com a altura média das zonas escuras”, explica.
A informação obtida também não desvenda a causa dos redemoinhos, pelo menos para já. Mas, segundo os cientistas, cada nova informação é uma pista que pode ajudar a desvendar esse mistério.
“Uma vez que não temos um conhecimento completo de como estes remoinhos se formaram, não compreendemos completamente a história que nos podem contar sobre a Lua“, continua Weirich.
“A sua formação pode envolver uma combinação de processos bem conhecidos que interagem entre si, ou um processo actualmente desconhecido.
Os objectos ou fenómenos invulgares são, por vezes, a chave para obter conhecimentos mais profundos e, por esta razão, os remoinhos lunares são muito intrigantes”, conclui.
Seria de esperar que os astrónomos já tivessem descoberto todos os asteróides e cometas próximos da Terra. Mas não é o caso.
Juan A. Sanchez/PSI
Segundo o Wired, alguns escondem-se em órbitas difíceis de detectar, porque a sua descoberta requer olhar directamente para o Sol.
Um desses objectos — chamado Kamo’oalewa — escapou à detecção até há cerca de sete anos, mas a sua origem sempre foi misteriosa… até agora.
Os astrónomos detectaram, pela primeira vez, o Kamo’oalewa com um telescópio no cimo do vulcão Haleakalā, em Maui, no Havai, e deram-lhe um nome havaiano que significa “objecto celestial oscilante“.
É considerado um “quase-satélite” da Terra, uma vez que daqui parece ser um companheiro constante — embora fraco — como uma lua distante. Mas, na verdade, está a pairar além da esfera de influência gravitacional do nosso planeta e orbita o Sol e não a Terra.
Desde do início que Renu Malhotra, astrónoma da Universidade do Arizona, suspeitou que não provinha de um cinturão de asteróides — a origem da maioria dos objectos próximos da Terra.
“A partir das propriedades da órbita, percebemos que era diferente de outros asteróides próximos à Terra e poderia potencialmente ter uma origem diferente”, diz Malhotra.
A sua equipa mediu o espectro de luz, que se assemelhava suspeitosamente ao dos silicatos encontrados na Lua e não nos asteróides.
Os resultados publicados em 2021 demonstram que, em teoria, um rochedo espacial de 50 metros, que se move de forma descontrolada, foi expelido da Lua, devido ao impacto de um asteroide há milhões de anos.
Agora, a equipa descobriu que a órbita oscilante de Kamo’oalewa é, de facto, consistente com essa teoria e publicaram a sua descoberta no mês passado.
Malhotra e o estudante de doutoramento Jose Daniel Castro-Cisneros utilizaram modelos numéricos para simular as formas como um pedaço de rocha lunar poderia ter sido projectado para uma trajectória espacial.
Modelaram possíveis colisões de asteróides com a superfície da Lua que poderiam ter lançado pedaços de rególito com velocidade suficiente para atingir a velocidade de escape, o que significa que não cairiam de volta à superfície.
Depois, modelaram as órbitas subsequentes dessas rochas e avaliaram se alguma acabou numa trajectória semelhante à de Kamo’oalewa. Algumas acabaram.
Esta investigação envolve modelar uma ampla gama de trajectórias possíveis que os fragmentos lunares poderiam seguir após serem ejectados por um impacto.
Malhotra e Castro-Cisneros concluíram que uma órbita como a de Kamo’oalewa é rara, mas não é impossível, surgindo em 0,8% dos cenários que exploraram.
A sua análise parece convincente, diz Andrew Rivkin, cientista planetário no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, que estuda a composição dos asteróides e que não esteve envolvido no artigo.
Rivkin enfatiza que Kamo’oalewa é um objecto invulgar. Dos cerca de 80.000 meteoritos recolhidos na Terra, apenas uma pequena percentagem provêm da Lua, e dos 1.382 meteoritos que caíram e foram observados e documentados por pessoas, nenhum era lunar.
Os investigadores concluíram que Kamo’oalewa, provavelmente, tem estado por aí durante milhões de anos, mas a sua órbita não é estável, graças ao clássico problema dos três corpos, no qual a influência gravitacional caótica de três corpos — a Terra, o Sol e Kamo’oalewa —, eventualmente, o empurrará para fora e voará para longe.
A investigação astronómica continua. Os investigadores agora estão a tentar localizar a cratera precisa de onde Kamo’oalewa foi lançado.
A proveniência lunar de Kamo’oalewa também tem implicações para os asteróides potencialmente perigosos para a Terra que a NASA e outras organizações procuram nos céus.
Significa que as pessoas também devem considerar órbitas provenientes da Lua, não apenas rochas lançadas do cinturão de asteróides.
A NASA está à procura de asteróides com 140 metros de diâmetro e maiores, semelhantes em tamanho ao que a sonda DART colidiu para testar técnicas de deflexão.
Objectos próximos da Terra provenientes de impactos lunares antigos provavelmente teriam 100 metros ou menos, diz Malhotra, mas ainda assim são conhecidos como “assassinos de cidades“, suficientemente perigosos para causar destruição generalizada se atingissem a Terra.
Esse provavelmente não será o destino de Kamo’oalewa, mas a investigação de Malhotra e Castro-Cisneros mostra que, provavelmente, existem outros objectos semelhantes em algum lugar.
Uma equipa de astrónomos europeus, liderada por investigadores do Instituto de Astronomia, KU Leuven, e pelo Instituto Max Planck de Astronomia, utilizou observações recentes feitas com o Telescópio Espacial James Webb para estudar a atmosfera do exoplaneta WASP-107b.
Ao espreitarem para o interior da atmosfera “fofa” de WASP-107b, descobriram não só vapor de água e dióxido de enxofre, mas também nuvens de areia de silicato. Estas partículas residem numa atmosfera dinâmica que exibe um vigoroso transporte de material. Os resultados do estudo foram publicados na revista Nature.
Impressão artística do exoplaneta WASP-107b e da sua estrela-mãe. Embora a estrela hospedeira, bastante fria, emita uma fracção relativamente pequena de fotões altamente energéticos, estes conseguem penetrar profundamente na atmosfera “fofa” do planeta. Crédito: ilustração – Escola de Artes LUCA, Bélgica/Klaas Verpoest; ciência – Achrène Dyrek (CEA e Université Paris Cité, França), Michiel Min (SRON, Países Baixos), Leen Decin (KU Leuven, Bélgica)/Equipa europeia MIRI EXO GTO/ESA/NASA
Astrónomos de todo o mundo estão a aproveitar as capacidades avançadas do MIRI (Mid-Infrared Instrument) a bordo do Telescópio Espacial James Webb (JWST) para realizar observações inovadoras de exoplanetas – planetas que orbitam outras estrelas que não o nosso Sol.
Um destes mundos fascinantes é WASP-107b, um exoplaneta gasoso que orbita uma estrela ligeiramente mais fria e menos massiva do que o nosso Sol.
A massa do planeta é semelhante à de Neptuno, mas o seu tamanho é muito maior do que o de Neptuno, quase do tamanho de Júpiter. Esta característica torna WASP-107b bastante “fofo” quando comparado com os planetas gigantes gasosos do nosso Sistema Solar.
A “fofura” deste exoplaneta permite aos astrónomos olhar cerca de 50 vezes mais profundamente na sua atmosfera, em comparação com a profundidade de exploração alcançada num gigante do Sistema Solar como Júpiter.
A equipa de astrónomos europeus aproveitou ao máximo a notável “fofura” deste exoplaneta, que lhes permitiu olhar profundamente para a sua atmosfera.
Esta oportunidade abriu uma janela para desvendar a complexa composição química da sua atmosfera. A razão por detrás disto é bastante simples: os sinais, ou características espectrais, são muito mais proeminentes numa atmosfera menos densa do que numa mais compacta.
O seu estudo recente, agora publicado na revista Nature, revela a presença de vapor de água, dióxido de enxofre (SO2) e nuvens de silicato, mas, mais notavelmente, não há vestígios do gás de efeito de estufa, metano (CH4).
Uma atmosfera dinâmica
Estas detecções fornecem informações cruciais sobre a dinâmica e a química deste exoplaneta cativante. Em primeiro lugar, a ausência de metano indica um interior potencialmente quente, oferecendo um vislumbre tentador do movimento da energia térmica na atmosfera do planeta. Em segundo lugar, a descoberta de dióxido de enxofre – conhecido pelo odor a fósforos queimados – foi uma grande surpresa.
Os modelos anteriores previam a sua ausência, mas os novos modelos climáticos da atmosfera de WASP-107b mostram agora que a sua própria “fofura” permite a formação de dióxido de enxofre na atmosfera.
Apesar da sua estrela anfitriã emitir uma fracção relativamente pequena de fotões altamente energéticos, devido à sua natureza mais fria, estes fotões conseguem chegar às profundezas da atmosfera do planeta graças à sua natureza “fofa”. Isto permite a ocorrência das reacções químicas necessárias para produzir dióxido de enxofre.
Mas não foi só isso que observaram. Tanto as características espectrais do dióxido de enxofre como do vapor de água estão significativamente diminuídas em comparação com o que seriam num cenário sem nuvens.
As nuvens de grande altitude obscurecem parcialmente o vapor de água e o dióxido de enxofre na atmosfera. Embora se tenham inferido nuvens noutros exoplanetas, este é o primeiro caso em que os astrónomos conseguem identificar definitivamente a composição química destas nuvens.
Neste caso, as nuvens consistem em pequenas partículas de silicato, uma substância familiar para os humanos, encontrada em muitas partes do mundo como o principal constituinte da areia.
O espectro de transmissão do Neptuno quente, WASP-107b, captado pelo LRS (Low-Resolution Spectrometer) do MIRI (Mid-InfraRed Instrument) a bordo do JWST, revela evidências de vapor de água, dióxido de enxofre e nuvens de silicato (areia) na atmosfera do planeta. Os astrónomos começam por medir a luz da estrela quando o exoplaneta não está em trânsito. Esta é a luz de base da estrela. Quando o exoplaneta passa em frente da sua estrela hospedeira, bloqueia parcialmente a luz estelar. Ao mesmo tempo, alguma luz estelar passa através da atmosfera do exoplaneta. O MIRI regista a luz total (luz estelar mais a luz estelar que atravessa a atmosfera do exoplaneta) durante o trânsito. Para cada comprimento de onda, os cientistas calculam a quantidade de luz estelar bloqueada pelo planeta e pela sua atmosfera (círculos brancos) subtraindo a luz estelar de base à luz total medida durante o trânsito. O espectro cobre comprimentos de onda entre 4,61 e 11,83 micrómetros. Os dados são complementados com dados do Hubble, que vão de 1,1 a 1,7 micrómetros. A linha sólida laranja é o melhor modelo ajustado aos dados do JWST e do Hubble. As regiões sombreadas indicam a contribuição do vapor de água (a vermelho), do dióxido de enxofre (a azul) e das nuvens de areia (a amarelo) para o modelo mais adequado. Crédito: ilustração – Michiel Min/Equipa europeia MIRI EXO GTO/ESA/NASA; ciência – Achrène Dyrek (CEA e Université Paris Cité, França), Michiel Min (SRON, Países Baixos), Leen Decin (KU Leuven, Bélgica)/Equipa europeia MIRI EXO GTO/ESA/NASA
“O JWST está a revolucionar a caracterização exoplanetária, fornecendo conhecimentos sem precedentes a uma velocidade notável”, diz a autora principal, a professora Leen Decin da KU Leuven.
“A descoberta de nuvens de areia, água e dióxido de enxofre neste exoplaneta ‘fofo’ pelo instrumento MIRI do JWST é um marco fundamental. Reformula a nossa compreensão da formação e evolução planetárias, lançando nova luz sobre o nosso próprio Sistema Solar.”
Em contraste com a atmosfera da Terra, onde a água congela a baixas temperaturas, nos planetas gasosos que atingem temperaturas de cerca de 1000 graus Celsius, as partículas de silicato podem congelar e formar nuvens.
No entanto, no caso de WASP-107b, com uma temperatura de cerca de 500 graus Celsius na atmosfera exterior, os modelos tradicionais previam que estas nuvens de silicato se deveriam estar a formar mais profundamente na atmosfera, onde as temperaturas são substancialmente mais elevadas.
Para além disso, as nuvens de areia no alto da atmosfera são como chuva. Como é então possível que estas nuvens de areia existam a grandes altitudes e continuem a subsistir?
De acordo com o autor principal, Dr. Michiel Min: “O facto de vermos estas nuvens de areia a grande altitude na atmosfera deve significar que as gotículas de chuva de areia se evaporam em camadas mais profundas e muito quentes e que o vapor de silicato resultante é eficientemente deslocado de volta para cima, onde se recondensa para formar novamente nuvens de silicato. Isto é muito semelhante ao ciclo do vapor de água e das nuvens na nossa Terra, mas com gotículas feitas de areia”.
Este ciclo contínuo de sublimação e condensação através do transporte vertical é responsável pela presença duradoura de nuvens de areia na atmosfera de WASP-107b.
Esta investigação pioneira não só lança luz sobre o mundo exótico de WASP-107b, como também alarga os limites da nossa compreensão das atmosferas exoplanetárias.
Constitui um marco significativo na exploração exoplanetária, revelando a intrincada interacção de elementos químicos e condições climáticas nestes mundos distantes.
“O JWST permite uma caracterização atmosférica profunda de um exoplaneta que não tem qualquer equivalente no nosso Sistema Solar, estamos a desvendar novos mundos!”, diz a autora principal, a Dra. Achrène Dyrek do CEA Paris.
Um estudo recente sugere que as medições da expansão do universo teoricamente aceites podem estar mais “desviadas” do que, anteriormente, se pensava. As novas conclusões põem em causa a relatividade geral de Einstein.
(pd) Arthur Sasse Albert Einstein, Prémio Nobel da Física em 1921 (adaptação da foto de Arthur Sasse)
Um estudo publicado no início de Novembro, na Arxiv, levado a cabo por vários investigadores internacionais, revelou um possível (e significativo) desvio – nas medições da expansão do universo, sugerindo que as estimativas teoricamente aceites podem, afinal, estar erradas.
Tal descoberta levanta também a possibilidade de que nem Albert Einstein tenha compreendido completamente a dinâmica do universo.
Para medir a expansão do universo, utiliza-se a Constante de Hubble. No entanto, como explica o El Confidencial, os diferentes métodos para calcular a constante produzem resultados variados, o que é conhecido como “tensão de Hubble”.
Algo que pode estar a pôr em causa a autenticidade das medições é a gravidade do “super-aglomerado de Laniakea”, onde se situa o nosso sistema solar.
Uma equipa internacional investigou o possível desvio e descobriu que, ao ignorar a influência gravitacional de Laniakea, a tensão de Hubble é entre 2% e 3% maior do que o estimado anteriormente.
Robert Monjo, investigador da Universidade Complutense de Madrid explicou, citado pelo El Confidencial, que “as galáxias comportam-se como grandes tempestades planetárias – em grande parte impulsionadas pela aceleração fictícia que surge quando mudamos de sistema de referência”.
Se tal teoria for confirmada e a energia e matéria escura forem descartadas na expansão do universo, “o modelo padrão do universo teria de ser reformulado quase do zero”, afirma Robert Monjo.
Tal cenário implica que a relatividade geral de Einstein seja apenas válida à escala local e não a nível cosmológico – o que implicaria uma revisão fundamental na forma como se compreende o universo.
Cientistas chineses criaram um robô químico com capacidades de inteligência artificial. Este robô inovador demonstrou a capacidade de analisar minerais marcianos, determinar os químicos necessários para a produção de oxigénio e realizar experiências de forma autónoma.
MarsOneProject / Facebook Colónia Mars One em Marte
O estudo centra-se no desenvolvimento de um sistema robótico de IA com um “cérebro químico”. Este sistema tem como objectivo conceber métodos eficientes para a criação de compostos utilizando os recursos disponíveis em Marte, facilitando a habitação humana sustentável.
A principal motivação por detrás desta tecnologia inovadora é enfrentar o desafio de transportar para Marte os abastecimentos essenciais, em particular o oxigénio.
Os métodos tradicionais de envio de provisões da Terra são caros, tornando essencial encontrar soluções inovadoras para a utilização de recursos in situ.
As capacidades de IA do robô foram postas à prova dando-lhe instruções para gerar oxigénio a partir da água, restringindo a utilização do solo marciano como recurso primário.
Utilizando lasers de alta potência, o robô analisou a composição dos meteoritos marcianos, explorando mais de 3,7 milhões de fórmulas químicas para identificar um catalisador que pudesse produzir oxigénio de forma eficiente. Este processo, que teria levado cerca de 2.000 anos a um ser humano, foi concluído pela IA num período extremamente curto.
A IA do robô seleccionou mais de 200 catalisadores e realizou experiências em meteoritos marcianos num laboratório, utilizando um braço robótico para validar as suas teorias. Em dois meses, o robô desenvolveu com sucesso um catalisador químico capaz de converter água em oxigénio.
Jiang prevê um futuro em que os humanos possam estabelecer fábricas de oxigénio em Marte com a ajuda deste químico de IA. Embora existam outros métodos, como o Perseverance Rover da NASA, que extrai oxigénio do dióxido de carbono na atmosfera marciana, o objectivo continua a ser a utilização dos recursos do planeta para fins de sustentabilidade.
“Este robô pode produzir diferentes produtos químicos”, atirou o autor principal do estudo, Jun Jiang, citado pela Insider. Jiang acredita que este avanço coloca a humanidade um passo mais perto de realizar o sonho de viver em Marte, prevendo também potenciais aplicações para a exploração lunar. O estudo foi recentemente publicado na revista científica Nature Synthesis.
Uma equipa de cientistas têm uma ideia radical. Os especialistas sugerem a possibilidade de um segundo Big Bang que poderia desvendar o mistério da matéria negra.
Gerd Altmann / pixabay
Os físicos estão a contemplar a existência de um Big Bang “escuro” no rescaldo do evento cósmico inicial. O conceito de um Big Bang escuro alinha-se com uma mudança de paradigma na cosmologia, em que os cientistas estão a redefinir a teoria padrão do Big Bang para incorporar múltiplas “transições de fase” distintas.
A motivação por detrás desta exploração reside na natureza esquiva da matéria negra, uma substância misteriosa que se crê manter as galáxias unidas. Anomalias observáveis, como a rotação acelerada das galáxias e a formação prematura de galáxias, sugerem a presença de matéria invisível que exerce forças gravitacionais.
Apesar da sua abundância estimada, a identidade das partículas de matéria negra continua a ser um enigma que tem iludido os físicos há mais de quatro décadas.
Os esforços tradicionais para detectar a matéria negra envolvem experiências sofisticadas, principalmente na procura de partículas maciças de interacção fraca. Estas experiências visam captar as interacções entre as partículas e os núcleos atómicos.
No entanto, a falta de uma detecção definitiva levou alguns cientistas a reconsiderar os pressupostos subjacentes à procura de matéria negra.
Katherine Freese, da Universidade do Texas em Austin, propõe uma nova perspectiva: e se a matéria negra não interagir de todo de forma fraca? Neste “cenário de pesadelo”, a gravidade torna-se a única ligação entre a matéria negra e a matéria normal.
Citado pela New Scientist, Freese sugere que a incapacidade de detectar a matéria negra pode levar a uma reavaliação da forma como esta foi criada, conduzindo a uma potencial revelação sobre as suas manifestações actuais.
Freese, juntamente com Martin Winkler, introduz o conceito de um Big Bang escuro que terá ocorrido nas semanas após o Big Bang que conhecemos. Este acontecimento hipotético, distinto da criação das partículas e forças conhecidas, poderia explicar a natureza da matéria negra. A ideia desafia a crença convencional de que tudo teve origem num único Big Bang.
O Big Bang escuro proposto introduz a noção de “darkzillas”, partículas-sombra monstruosas triliões de vezes mais maciças do que as partículas de matéria normal.
Estas darkzillas poderiam oferecer uma explicação plausível para a matéria negra, especialmente se a transição de fase for abrupta, criando bolhas energéticas capazes de produzir partículas tão colossais.
Em alternativa, uma transição de fase gradual poderia dar origem a partículas de matéria negra mais leves, semelhantes às partículas maciças de interacção fraca visadas nas experiências tradicionais.
Estas partículas poderiam interagir com forças negras, como o electromagnetismo escuro, gerando um espectro de potenciais candidatos a matéria negra.
O conceito de um Big Bang escuro ganha credibilidade quando se considera o seu impacto mínimo na estrutura observável de galáxias e aglomerados. Freese enfatiza a necessidade de garantir que o Big Bang escuro proposto não interfere com a evolução padrão da cosmologia.
Para testar a validade desta teoria, Freese sugere a procura de uma impressão digital distinta de ondulações no espaço-tempo conhecidas como ondas gravitacionais.
Estas ondas, se forem produzidas por bolhas em colisão durante o Big Bang escuro, podem oferecer provas tangíveis. A detecção de um fundo de ondas gravitacionais, semelhante ao fundo cósmico de micro-ondas, pode indicar a presença de transições de fase no Universo primitivo.
Os astrónomos do NANOGrav detectaram recentemente um zumbido de fundo de ondas gravitacionais. Embora a origem permaneça incerta, Freese sugere que as escalas de energia associadas ao Big Bang escuro se alinham com os sinais observados.
Equinoderme extinto há 450 milhões de anos foi ressuscitado por robótica flexível. Investigação demarca um importante avanço na paleobiónica.
College of Engineering, Carnegie Mellon University/Youtube
Cientistas recriaram com sucesso um organismo marinho extinto há 450 milhões de anos, uma espécie pertencente à classe dos equinodermes, grupo de animais actualmente composto por estrelas e ouriços-do-mar.
Recorrendo a robótica flexível, o projecto reviveu um dos primeiros equinodermes capazes de movimento usando um caule muscular, cujo papel evolutivo não é claro devido à ausência actual de organismos semelhantes existentes, segundo a pesquisa publicada nos Autos da Academia Nacional de Ciências.
A equipa internacional de investigadores utilizou evidências fósseis para desenhar uma réplica robótica, combinando partes impressas em 3D com polímeros, segundo o IFL Science. O design imita o caule flexível, semelhante à cauda da criatura, possibilitando o desvendar a sua locomoção.
O estudo descobriu que o caule muscular do cistídio foi provavelmente fundamental para o seu movimento ao permitir que o organismo atravessasse o fundo do mar, impulsionando-se para a frente, com movimentos amplos e abrangentes — os mais eficazes.
Curiosamente, aumentar o comprimento do caule aumentou a velocidade do robô sem elevar significativamente os seus custos energéticos.
Além de um marco no estudo da evolução, investigação representa um avanço significativo no campo da paleobiónica, uma área de pesquisa emergente que combina robótica com paleontologia para obter novos insights sobre formas de vida extintas, ao replicar organismos extintos através de robótica suave e flexível.
Estabelece também um precedente para futuras explorações na mecânica e movimentos de outras espécies extintas.
Uma equipa científica internacional, incluindo investigadores do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) e da ULL (Universidade de La Laguna), encontrou uma galáxia espiral barrada análoga à Via Láctea no início do Universo, quando este tinha apenas 15% da sua idade actual.
Denominada ceers-2112, é a galáxia espiral barrada mais distante alguma vez observada e a sua existência desafia o actual modelo de formação e evolução das galáxias. A descoberta, efectuada com dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST), foi publicada na revista Nature.
Representação artística ilustrando a evolução em milhares de milhões de anos da galáxia detectada, ceers-2112, desde o Universo jovem, há 12 mil milhões de anos, até à actual Via Láctea. Crédito: Lorenzo Morelli
Em astrofísica, o estudo da estrutura das galáxias a diferentes distâncias, ou seja, em diferentes idades do cosmos, é essencial para reconstruir a história da formação e evolução da Via Láctea.
No Universo próximo, a maior parte das galáxias espirais massivas apresentam uma estrutura alongada em forma de barra nas suas regiões centrais, tal como a nossa própria Galáxia. Estas barras desempenham um papel fundamental na evolução galáctica, uma vez que promovem a mistura de elementos que é essencial para a formação de estrelas.
No entanto, de acordo com as previsões dos modelos teóricos, as condições físicas e dinâmicas do Universo primitivo não favorecem a formação de barras nas galáxias mais jovens e mais distantes.
Por isso, pensava-se que a estrutura das galáxias espirais como a Via Láctea só se consolidaria quando o Universo tivesse metade da sua idade, que é actualmente de 13,8 mil milhões de anos.
Agora, uma equipa liderada pelo CAB (Centro de Astrobiologia), CSIC-INTA (Consejo Superior de Investigaciones Científicas – Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial), descobriu uma galáxia no Universo primitivo que tem uma barra galáctica semelhante à da Via Láctea.
As observações, feitas com o JWST, mostram uma galáxia espiral barrada quando o Universo tinha apenas 2,1 mil milhões de anos, o que desafia o conhecimento anterior sobre a formação de galáxias.
“Contrariamente às expectativas, esta descoberta revela que galáxias semelhantes à Via Láctea já existiam há 11,7 mil milhões de anos, quando o Universo tinha apenas 15% da sua idade actual”, diz Luca Costantin, investigador de pós-doutoramento do CSIC no CAB em Madrid e autor principal do artigo.
Esta galáxia espiral barrada, chamada ceers-2112, tem também a mesma massa que a Via Láctea deve ter tido nessa altura do Universo. De acordo com a equipa científica, este facto leva a uma conclusão importante: “surpreendentemente, este achado prova que, quando o Universo era ainda muito jovem, a evolução desta galáxia era dominada por bariões, a matéria comum de que somos compostos, e não por matéria escura, embora esta última seja mais abundante”, diz Jairo Méndez Abreu, investigador da ULL e do IAC, co-autor do estudo.
Um telescópio revolucionário
Até agora, o conhecimento sobre a morfologia de galáxias distantes baseava-se principalmente em estudos com o Telescópio Espacial Hubble, que revelaram estruturas altamente irregulares resultantes de possíveis fusões entre galáxias.
No entanto, as extraordinárias capacidades do JWST estão a revolucionar a astrofísica e a revelar um Universo distante que não é exactamente como se esperava.
“Pela primeira vez, com o James Webb, temos a tecnologia e a instrumentação para estudar em pormenor a morfologia de galáxias muito distantes, pelo que esperamos, nos próximos anos, uma transformação sem precedentes do nosso conhecimento sobre os processos de formação e evolução das galáxias”, afirma Marc Huertas-Company, investigador do IAC e da ULL que também participou no estudo.
A barra da galáxia ceers-2112 foi identificada graças à análise de imagens obtidas com o instrumento NIRCam do JWST. Os dados científicos foram obtidos durante observações do projeto CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science, liderado por Steven L. Finkelstein da Universidade do Texas, EUA) na “Extended Groth Strip”, uma região do céu situada entre as constelações de Ursa Maior e Boieiro. O projecto envolveu 33 investigadores de 29 instituições em 8 países.
Teresa Oliveira Campos, 
