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637: Uma partícula oculta pode explicar um dos maiores mistérios do Universo

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⚗️ CIÊNCIA // 👨‍🏫 FÍSICA // 🌌 UNIVERSO // PARTÍCULAS ⚛

A hipotética partícula pode ser o portal entre o sector escuro das partículas e a matéria regular. Podemos estar mais perto de entender a misteriosa matéria escura.

University of Adelaide
Fotões escuros, as partículas hipotéticas da matéria escura

Uma partícula hipotética do sector escondido conhecida como “fotão escuro” pode ser fundamental para compreender a matéria escura, um dos mistérios mais enigmáticos do universo, sugerem investigações científicas recentes.

O Universo, tal como o conhecemos, possui cerca de um décimo de todas as coisas que pairam por aí. Tudo o resto é invisível ou, pelo menos, impossível de detectar – excepto os efeitos da sua gravidade na fracção de material que somos capazes de ver.

Os cientistas apelidam esta “força negra” de material escuro do sector ausente – classe de partículas energéticas e massivas que aparentemente existem algures, mas que não interagem com a matéria luminosa (aquela que nos compõe e que somos capazes de ver).

O fotão escuro alinhar-se-á mais perto dos resultados de experiências em aceleradores de partículas do que o modelo padrão da física de partículas, indica a pesquisa, liderada pelo físico Nicholas Hunt-Smith da Universidade de Adelaide e publicada no Journal of High Energy Physics.

Evidências de interacções gravitacionais já confirmaram antes a existência da matéria escura, mas a sua natureza exacta tem escapado a físicos de todo o mundo, que continuam a tentar descobri-la.

“A existência da matéria escura foi firmemente estabelecida através das suas interacções gravitacionais, no entanto, a sua natureza precisa continua a escapar-nos apesar dos melhores esforços dos físicos de todo o mundo”, diz Anthony Thomas, físico na Universidade de Adelaide.

Thomas sugere que o fotão escuro pode ser a ponte entre a matéria regular e o sector escuro de partículas.

“A chave para entender este mistério poderia estar com o fotão escuro, uma partícula massiva teórica que pode servir como um portal entre o sector escuro das partículas e a matéria regular”, disse, segundo o Science Alert.

São os evidentes efeitos gravitacionais da matéria escura sobre a matéria normal que mantêm vivo o dilema em seu redor. Exemplificando este efeito: as galáxias giram a uma velocidade que não pode ser explicada considerando apenas os efeitos gravitacionais das partículas de matéria normal.

Modelos tradicionais de física, embora eficazes para explicar o comportamento padrão de partículas, não conseguem explicar a matéria escura.

Agora, este estudo colocou os fotões escuros em destaque, relacionando-os com a matéria escura. Geralmente associados à luz e ao electromagnetismo, acredita-se que os fotões escuros possam ser equivalentes à matéria escura.

Hunt-Smith e a sua equipa investigaram os resultados de colisões de partículas para procurar quaisquer vestígios de fotões escuros.

A pesquisa focou-se no processo de dispersão inelástica profunda, um tipo específico de dispersão de partículas de alta energia. Utilizando dados de vários aceleradores de partículas, descobriram que os fotões escuros podem influenciar subtilmente a separação de partículas após uma colisão.

A equipa não se ficou por aí e estudou ainda a anomalia magnética do muão. Medições da oscilação do muão num campo magnético forte discordam das previsões do modelo padrão por 3 a 4 desvios padrão, sugerindo a actividade de forças ainda a serem estudadas.

Descobriram que a introdução da possibilidade de um fotão escuro não só aumenta a preferência pelo fotão escuro como candidato, mas também reduz significativamente a anomalia magnética do muão.

“O nosso trabalho mostra que a hipótese do fotão escuro é preferida sobre a hipótese do modelo padrão com uma significância de 6,5 sigma, o que constitui uma evidência para a descoberta de uma partícula.”

No entanto, ainda é necessário muito trabalho para provar definitivamente a existência dos fotões escuros.

ZAP //
21 Setembro, 2023


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634: NASA vai explorar asteróide trilionário. Falta pouco para a missão histórica

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🛰️ NASA // ☄️ ASTERÓIDES // PSYCHE

Rumo ao Psyche, para desvendar mistérios. 5 de Outubro é a data em que “a ficção científica se tornará facto científico”.

MaxarASUP. RubinNASAJPL-Caltech
Asteroide Psyche (ilustração)

Agora sim, há data marcada e já está próxima: 5 de Outubro.

É a data em que “a ficção científica se tornará facto científico”, pegando em palavras do Interesting Engineering.

A NASA vai lançar a missão Psyche nesse dia, para explorar o misterioso e aparentemente trilionário asteróide com o mesmo nome – Psyche.

No Centro Espacial Kennedy da NASA, na Florida, decorrem os preparativos finais para a missão Psyche, que pretende desvendar os mistérios do asteróide homónimo.

Num comunicado, a agência espacial revela que os engenheiros testaram todos os quatro propulsores da nave, dobraram meticulosamente os seus painéis solares e abasteceram-na com gás xénon, o combustível para a sua jornada até ao cinturão de asteróides.

O principal objectivo desta missão é, não só chegar ao asteróide rico em metais, mas sim obter informações que poderão alterar a nossa compreensão sobre a formação planetária.

Como lembra o El Confidencial, o Psyche foi descoberto em 1852 mas continua a ser um mistério, guarda um segredo no seu interior.

Falta responder a diversas perguntas: Psyche é realmente um núcleo planetário exposto? É uma rocha grande, um monte de rochas menores ou algo totalmente diferente? As anteriores camadas exteriores (crosta e manto) foram violentamente arrancadas há muito tempo?

E falta a pergunta mais importante: o que aprendemos sobre Psyche pode ser extrapolado para resolver alguns dos mistérios sobre o núcleo da Terra?

Lindy Elkins-Tanton, a investigadora principal da Psyche na Universidade do Arizona, partilhou o seu entusiasmo, reforçando que a verdadeira celebração ocorrerá após o lançamento e estabelecimento bem-sucedido das comunicações.

A nave seguirá um percurso de espiral até ao asteróide, usando a sua eficiente propulsão eléctrica solar, abastecida há pouco tempo com 1.085 kg de xénon.

O asteróide Psyche, com cerca de 278 km no seu ponto mais largo, é um laboratório celestial sem paralelo, podendo ser um fragmento do núcleo de um planetesimal, oferecendo uma perspectiva única sobre os blocos de construção dos primeiros planetas.

Recentes observações sugerem que o Psyche pode ser composto por uma combinação de metal e silicato, possivelmente contendo entre 30% e 60% de metal em volume.

Como parte do 14.º Programa de Descoberta da NASA, a missão Psyche é vista como um marco na exploração espacial.

Agora, resta-nos aguardar pelo lançamento, quando a ficção científica se transformará em facto científico.

ZAP //
19 Setembro, 2023


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625: Um raro peixe com mãos foi encontrado num sítio estranho

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🐟BIOLOGIA MARINHA // ❓DESCOBERTAS

Um “peixe com mãos” pode parecer uma bizarria evolucionária — até nos lembrarmos que todos os membros evoluíram a partir de barbatanas.

Kerri Yare
Exemplar de peixe-morcego pintado encontrado na Tasmânia

Um peixe-morcego pintado (Brachionichthys hirsutus), uma espécie marinha única conhecida pelas suas “mãos” ou barbatanas peitorais modificadas, que se assemelham a barbatanas com dedos, foi inesperadamente avistado em Primrose Sands, Tasmânia.

Esta descoberta é particularmente significativa, dado que não havia registo de avistamentos da espécie neste local há quase duas décadas, levando a crer que estivesse extinto naquela área.

Os peixes-morcego pintados usam as suas distintivas barbatanas não apenas para caminhar no fundo do mar, mas também para limpar e cuidar dos seus ovos.

Infelizmente, a sua população diminuiu de forma alarmante nas últimas décadas, restando apenas um número estimado de cerca de 2.000 exemplares em regiões específicas, como o estuário do rio Derwent, no Reino Unido, e a baía de Frederick Henry, no sudeste da Austrália.

“Avistar até um ou dois peixes durante um mergulho de 60 minutos é bastante raro”, explica a investigadora Carlie Devine, numa nota de imprensa publicada no site da CSIRO, a agência governamental de ciência da Austrália.

Das 14 espécies de peixes-morcego existentes no planeta, sete são nativas da Tasmânia. Notavelmente, o peixe-morcego pintado foi o primeiro peixe marinho a ser listado como criticamente em perigo na Lista Vermelha da IUCN de Espécies Ameaçadas.

Embora já tenham sido comuns nas águas da Tasmânia, as suas populações estão agora fragmentadas em nove grupos separados.

As principais ameaças à sua existência provêm da pesca de arrasto, que perturba os seus habitats e inadvertidamente os captura como fauna acompanhante — e que  também afecta negativamente outras espécies marinhas, incluindo golfinhos e tartarugas marinhas.

Além disso, espécies invasoras, como a estrela-do-mar do Pacífico Norte, têm agravado o seu declínio, predando-os e aos seus ovos.

No entanto, há esperança para o peixe-morcego pintado. Um grupo de cientistas, entre os quais Carlie Devine, está a trabalhar afincadamente em medidas de conservação, como ambientes de desova artificiais e programas de reprodução em laboratório.

“Temos uma população de reserva em aquários para prevenir a extinção da espécie”, explica Devine, que se mostra optimista quanto ao impacto positivo do projecto para assegurar que vamos continuar a ver este estranho peixe andar por aí…

ZAP //
16 Setembro, 2023


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623: O plasma da Terra pode estar a formar água na Lua

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⚗️CIÊNCIA // 🌎TERRA // 🌕LUA // 💧ÁGUA // ⚛ PLASMA

Um estudo recente liderado por um cientista planetário da Universidade do Havai, em Mānoa, sugere que a folha de plasma da Terra pode estar a desempenhar um papel significativo na formação de água na superfície da Lua.

ZAP // NASA; ext. DALL-E-2
A Lua na magnetocauda da Terra, conceito artístico

Um novo estudo, publicado esta quinta-feira na Nature Astronomy, lança luz sobre os processos de erosão da superfície lunar.

A água na Lua é não só crucial para compreender a sua formação e evolução, mas também é um recurso potencial para futuras missões humanas ao nosso satélite natural.

A descoberta agora apresentada, realça uma nota de imprensa da universidade, publicada no EurekAlert, pode explicar a presença de gelo de água no lado oculto da Lua.

A magnetosfera, campo de força protector da Terra resultante do seu magnetismo, protege-nos contra contra radiação solar nociva e parte dos corpos celestes que se aproximam do planeta..

Influenciada pelo vento solar, a magnetosfera forma uma cauda no lado nocturno da Terra, conhecida como magnetocauda, composta por uma folha de plasma de electrões e iões de alta energia.

Historicamente, os cientistas concentraram-se no impacto destes iões de alta energia, principalmente do vento solar, na erosão da Lua. O vento solar, rico em partículas de alta energia como protões, tem sido considerado uma fonte significativa de formação de água na Lua.

Embora se pudesse supor que a formação de água diminuiria quando a Lua está dentro da magnetocauda, dados da missão Chandrayaan 1 da Índia, recolhidos entre 2008 e 2009, revelaram taxas consistentes de formação de água na superfície da Lua, independentemente da sua posição em relação à cauda magnética da Terra.

“Quando a Lua está fora da magnetocauda, a superfície lunar é bombardeada pelo vento solar. Dentro da cauda magnética, quase não existem protões de vento solar e esperava-se que a formação de água caísse quase para zero”, diz Shuai Li, investigador da UH Mānoa e corresponding author do estudo.

“Para minha surpresa, as nossas observações mostraram que a formação de água na cauda magnética da Terra é quase idêntica aos momentos em que a Lua está fora da cauda magnética”, explica Li, que em 2020 já nos tinha surpreendido com a revelação de que a Lua está a enferrujar.

“Isto indica que, na cauda magnética, pode haver processos adicionais de formação ou novas fontes de água não directamente associadas à existência de protões de vento solar.

Em particular, a radiação por electrões de alta energia mostra efeitos semelhantes aos protões de vento solar”, conclui Li.

ZAP //
16 Setembro, 2023


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622: O Sahara já foi verde. Como? (E porquê?)

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🏜️ SAHARA // 🏔️ ERAS GLACIAIS

Um estudo recente oferece novas perspectivas sobre as cíclicas eras húmidos no Norte de África que ocorreram ao longo dos últimos 800.000 anos, lançando luz sobre períodos em que o Deserto do Sahara era luxuriante e verde.

ZAP // DALL-E-2

Pela primeira vez,  uma equipa de cientistas realizou simulações dos intervalos de “esverdeamento” do deserto do Sahara, no Norte de África, tendo encontrado evidências da forma como o momento e a intensidade destes “períodos húmidos” foram influenciados pelos glaciares do Hemisfério Norte, que se encontravam a grande distância, a altas latitudes.

De acordo com o estudo, publicado a semana passada na Nature Communications, estes períodos de “reverdecimento” na história do Sahara foram influenciados também por mudanças na órbita da Terra à volta do Sol, e foram interrompidos durante as eras glaciais.

Segundo Edward Armstrong, investigador das Universidades de Helsínquia e Bristol e autor principal do estudo, “as significativas transformações cíclicas do Sahara, de deserto para savana, são uma das mais dramáticas mudanças ambientais da Terra”.

Evidências históricas mostram que o Sahara já teve rios, lagos e animais de grande porte como hipopótamos.

De acordo com os autores do estudo, estes  períodos húmidos podem ter aberto caminho para o movimento de várias espécies, incluindo os primeiros humanos, a nível global.

Estas eras húmidas, que ocorrem aproximadamente a cada 21.000 anos, estão associadas à chamada “precessão apsidal” da Terra — a oscilação axial do nosso planeta na sua órbita à volta do Sol — afectando os contrastes sazonais e, subsequentemente, a força da Monção Africana.

Os investigadores usaram um novo modelo climático para entender melhor estes períodos húmidos — que confirmou que as fases húmidas foram influenciadas pela precessão apsidal, resultando em Verões mais quentes no Hemisfério Norte, amplificando a Monção da África Ocidental e expandindo a vegetação de savana por todo o Sahara.

No entanto, durante as eras glaciais, grandes calotes polares suprimiram estes períodos húmidos, limitando o movimento de espécies, incluindo humanos, para fora de África.

“Estamos muito excitados com estes resultados”, diz Paul Valdes, investigador da Universidade de Bristol e co-autor do estudo, citado pelo Earth.com.

“O nosso modelo demonstra eficazmente estas mudanças climáticas no passado o que nos permite prever alterações futuras com grande confiança”.

De acordo com estudos anteriores, há cerca de 5 mi a 11 mil anos – após o fim da última era do gelo – o deserto do Sahara transformou-se. Cresceu vegetação no topo das dunas arenosas, e o aumento das chuvas transformou as cavernas áridas em lagos extensos. Pode o Sahara a voltar um dia a ser um paraíso verde?

ZAP //
16 Setembro, 2023


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618: Os buracos negros têm cabelo? Uma estranha teoria da gravidade diz que sim

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⚗️ CIÊNCIA // 🔭 ASTRONOMIA // 🕳️ BURACOS NEGROS

Uma nova pesquisa indica que o “teorema da calvície”, que é tido como facto na astrofísica, pode não ser verdade.

NASA
Horizonte de eventos do buraco negro da Via Láctea

Num recente artigo que ainda não foi revisto por pares, os físicos desafiam o longo e estabelecido “teorema da calvície” dos buracos negros, sugerindo que o modelo pode ser mais complexo do que se pensava anteriormente.

Se a teoria alternativa da gravidade, conhecida como formulação tele-paralela, estiver correta, poderá revolucionar aquilo que sabemos sobre o funcionamento dos buracos negros, explica o IFLScience.

O “teorema da calvície” postula que apenas três factores – massa, carga eléctrica e rotação – podem descrever tudo sobre um buraco negro. Assim, qualquer outra informação torna-se indistinguível para observadores externos assim que o buraco negro a consome.

Esta ideia é referida metaforicamente como “cabelo”, sugerindo que nenhuma informação emana de um buraco negro para além do seu ponto de não retorno.

Embora o “teorema da calvície” ainda não tenha sido definitivamente provado, muitos na comunidade de física aceitam-no como facto. No entanto, uma minoria procura evidências em contrário.

O artigo discutido explora principalmente a formulação tele-paralela da gravidade Einstein-Gauss-Bonnet — uma alternativa à Relatividade Geral.

Enquanto a Relatividade Geral resistiu fortemente a numerosos testes, entra em conflito com a mecânica quântica, nomeadamente sobre a ideia de que a informação nunca pode ser genuinamente erradicada.

Na abordagem tele-paralela, em vez de as massas dobrarem o espaço-tempo (conforme a concepção de Einstein da gravidade), elas torcem-no. Os autores identificaram dois métodos para resolver equações neste contexto.

Concentraram-se num que os levou ao conceito de “buracos negros cabeludos“. Isto sugere a presença de campos escalares fora do horizonte de eventos, fornecendo informações adicionais sobre o interior do buraco negro.

Os investigadores lembram que a descoberta de buracos negros cabeludos não é algo novo, já que outras teorias de gravidade modificada também propuseram soluções semelhantes.

No entanto, a sua exploração oferece uma perspectiva fresca, desafiando as visões tradicionais sobre a natureza dos buracos negros.

ZAP //
15 Setembro, 2023


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616: Só há três fronteiras que o ser humano ainda não ultrapassou para acabar de destruir o planeta

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🌎 PLANETA TERRA // 💀 DESTRUIÇÃO

Um novo estudo revelou que as actividades humanas afectam dois terços dos factores que mantêm o planeta estável. É necessário trabalhar na integridade da biosfera, para que a Terra não tenha um “ataque cardíaco” a qualquer instante.

rawrrrr-321 / Deviant Art

As actividades humanas levaram a que seis de nove factores que mantêm a estabilidade do planeta tenham sido ultrapassados. Só restam três.

O estudo, divulgado esta quarta-feira pela Universidade de Copenhaga, actualiza o quadro das fronteiras planetárias e mostra que as actividades humanas estão a ter um impacto crescente no planeta, aumentando o risco de acontecerem alterações dramáticas nas condições globais da Terra.

As seis fronteiras ultrapassadas são as alterações climáticas, a integridade da biosfera, as mudanças no uso da terra, as mudanças no uso de água potável, os fluxos biogeoquímicos e os factores não naturais gerados pela actividade humana, como os compostos químicos sintéticos.

A destruição da camada do ozono, a carga de aerossóis na atmosfera e a acidificação dos oceanos são as fronteiras, segundo o estudo, são as três fronteiras que o ser humano ainda não ultrapassou para consumar a destruição do planeta.

Estabelecer limites é fundamental

As nove fronteiras representam componentes do ambiente global que regulam a estabilidade e a habitabilidade do planeta para as pessoas.

Durante mais de três mil milhões de anos, a interacção entre a vida e o clima controlou as condições ambientais globais da Terra.

No entanto, as actividades humanas, como as mudanças de utilização do solo, a alteração da quantidade de água nos rios e no solo, a introdução de produtos químicos sintéticos no ambiente e a emissão de gases com efeito de estufa para a atmosfera, influenciaram essa interacção.

Respeitar e manter as interacções no sistema terrestre é fundamental para garantir que as actividades humanas não desencadeiam mudanças dramáticas no estado da Terra, que provavelmente diminuiriam a capacidade do planeta para suportar as civilizações modernas, avisa-se no estudo.

Alertando que não basta uma atenção global ao clima, os cientistas dizem que as transgressões estão a aumentar em todos os limites e não apenas nos seis que já foram ultrapassados, com excepção para a degradação da camada de ozono da Terra.

Planeta em risco de ter “ataque cardíaco”

O estudo foi publicado, esta quarta-feira, na revista “Science Advances” e representa a terceira actualização do quadro feito por 29 cientistas de oito países.

Katherine Richardson, professora do Instituto Globe e dirigente do Centro de Ciência da Sustentabilidade da Universidade de Copenhaga, que dirigiu o estudo, diz que a “pressão sanguínea” da Terra é muito elevada e que é preocupante a tendência para a transgressão crescente dos limites do planeta.

“A transgressão de seis limites, por si só, não implica necessariamente a ocorrência de uma catástrofe, mas é um sinal de alerta claro. Podemos considerá-lo como se fosse a nossa própria tensão arterial”, avisa citada num comunicado da Universidade, avisando que, para bem de todos, é preciso baixar a pressão sobre as seis fronteiras.

“Uma tensão arterial superior a 120/80 não é garantia de um ataque cardíaco, mas aumenta o risco de um”, acrescentou.

O estudo conclui que é preciso dar mais atenção à interacção entre as diversas fronteiras, que o planeta não se protege só com atenção às alterações climáticas e que é preciso trabalhar na integridade da biosfera, porque as duas questões caminham juntas.

Além disso, é deixado o alerta de que o uso excessivo da biomassa afecta a biodiversidade. O uso crescente da biomassa como alternativa aos combustíveis fósseis está a retirar energia que estava disponível para sustentar a natureza.

Os cientistas salientam que é preciso que a vida no planeta se desenvolva dentro dos limites definidos pela ciência. E que tal já foi reconhecido na área do clima (Acordo de Paris) e na área da biodiversidade (COP15 de Montreal-Kunming).

Mas frisam que tal não é suficiente, “nem de longe”.

ZAP // Lusa
14 Setembro, 2023


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613: Cientistas revelam plano para montar um hiper-telescópio gigante na Lua

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⚗️ CIÊNCIA // 🌕LUA // 🔭HIPER-TELESCÓPIO

Construímos telescópios nos nossos quintais, no topo de montanhas remotas e até lançámos telescópios para o Espaço.

NASA
A Terra vista da Lua por Bill Anders, astronauta da missão Apollo 8

Com cada avanço tecnológico, fizemos descobertas surpreendentes e incríveis sobre o Universo. Qual deverá ser o nosso próximo avanço em observatórios? De acordo com um novo artigo no arXiv, uma boa escolha seria a superfície lunar.

Colocar telescópios na Lua não é uma ideia nova. A NASA já financiou uma bolsa exploratória para o Telescópio de Rádio da Cratera Lunar (LCRT).

Durante as missões Apollo, os astronautas colocaram retro-reflectores na Lua, permitindo aos astrónomos medir a distância até à Lua com precisão de milímetros. Neste novo artigo, os autores resumem várias ideias conhecidas e introduzem um novo conceito a que chamam de hiper-telescópio.

Embora telescópios de rádio no lado oculto da Lua, como o LCRT, sejam talvez a proposta mais popular, outros incluem o Life Finder Telescope At Lunar Poles (LFTALP), uma matriz de telescópios de 6,5 metros focados em estudar atmosferas de exoplanetas durante o seu trânsito estelar.

Há também o Lunar Optical UV Explorer (LOUVE), focado em objectos ultravioleta brilhantes. Existem até propostas para um observatório de ondas gravitacionais semelhante ao LIGO.

O problema com todas estas propostas é que exigiriam uma construção técnica que seria um desafio até na Terra. Construir observatórios matriciais na Lua é um objectivo ambicioso, mas actualmente está além das nossas capacidades técnicas.

Assim, os autores propõem uma ideia mais simples: um telescópio óptico básico que tiraria proveito do terreno lunar. A potência de um telescópio óptico depende em grande parte do tamanho do seu espelho primário e da distância focal do telescópio.

Um hiper-telescópio poderia usar uma matriz de espelhos como espelho primário, dispostos ao longo do terreno de uma cratera.

O cluster de detectores do telescópio poderia ser suspenso por um cabo, semelhante ao modo como os detectores do Observatório de Arecibo foram suspensos acima da placa de rede.

Como os espelhos não precisariam ser grandes, seriam muito mais fáceis de construir. Uma variante desta ideia seria colocar espelhos de um lado de uma cratera e a instrumentação do outro.

Todas estas ideias estão ainda nas suas fases iniciais. Existem sérios desafios a superar além da sua construção. O pó acumular-se-ia nos espelhos ao longo do tempo e teria de ser removido.

E embora a Lua tenha muito menos actividade sísmica do que a Terra, isso ainda poderia afectar o alinhamento dos espelhos e detectores.

Mas uma coisa é clara: voltaremos à Lua, e onde os humanos vão, constroem telescópios. Um observatório lunar é apenas uma questão de tempo.

ZAP // Universe Today
13 Setembro, 2023


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609: Prevista a possível existência de um planeta de tamanho semelhante à Terra nos confins do Sistema Solar

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CIÊNCIA // ASTRONOMIA // DESCOBERTAS

Existem muitas anomalias por explicar nas órbitas e na distribuição dos objectos transneptunianos, pequenos corpos celestes localizados nos confins do Sistema Solar.

Agora, com base em simulações informáticas detalhadas do início do Sistema Solar exterior, investigadores do Japão prevêem a possibilidade de um planeta com um tamanho semelhante ao da Terra, ainda não descoberto, para lá de Neptuno, orbitar o Sol. Se esta previsão se concretizar, poderá revolucionar a nossa compreensão da história do Sistema Solar.

Impressão artística de um planeta de tamanho semelhante ao da Terra nos confins do Sistema Solar.
Crédito: Fernando Peña D’Andrea

A maioria das pessoas está familiarizada com os oito planetas conhecidos do Sistema Solar. No entanto, é quase certo que, há milhares de milhões de anos, o Sistema Solar formou mais planetas do que estes oito.

Embora a maior parte deles já tenha desaparecido ou saído do Sistema Solar, será possível que alguns tenham permanecido e sobrevivido até aos dias de hoje?

A resposta a esta pergunta pode vir dos chamados OTNs (objectos transneptunianos). Como o nome indica, os OTNs são pequenos corpos celestes que orbitam o Sol a uma distância média superior à da órbita de Neptuno.

Em particular, a distante Cintura de Kuiper, a região localizada a mais de 7,5 mil milhões de quilómetros (ou 50 unidades astronómicas) do Sol, contém muitos OTNs.

Embora estes objectos representem os restos da formação planetária no Sistema Solar exterior, as suas órbitas e distribuição podem muito bem revelar a presença de planetas por descobrir.

Num estudo recente, publicado na revista The Astronomical Journal no dia 25 de agosto, o professor associado Patryk Sofia Lykawka da Universidade de Kindai no Japão e o professor associado Takashi Ito do CfCA (Center for Computational Astrophysics) do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan) resolveram este enigma.

Com base na análise teórica das observações e em simulações computacionais de ponta, chegaram à notável conclusão de que um planeta com aproximadamente o tamanho da Terra (1,5-3 vezes mais massivo) pode estar à espreita na distante Cintura de Kuiper!

Os investigadores começaram por analisar em pormenor a estrutura orbital da distante Cintura de Kuiper, que exibe várias anomalias por explicar. Por exemplo, existe uma grande população de OTNs isolados cujas órbitas estão para além da influência gravitacional de Neptuno.

Além disso, há um número significativo de OTNs com órbitas altamente inclinadas, juntamente com uma população de “OTNs extremos” cujas órbitas são extremamente difíceis de explicar com os modelos actuais para a formação do Sistema Solar e da Cintura de Kuiper.

Com base nestas análises, os investigadores teorizaram que outro planeta para além dos quatro gigantes (Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno) deve ter influenciado a formação da Cintura de Kuiper.

Para testar a sua hipótese, efectuaram uma série de simulações utilizando os computadores instalados no laboratório de Lykawka e o grupo de PCs de uso geral do NAOJ, usando modelos do Sistema Solar primitivo que existia há cerca de 4,5 mil milhões de anos.

Aqui, os investigadores consideraram interacções entre os quatro planetas gigantes, um hipotético planeta da Cintura de Kuiper e um disco de pequenos objectos representando a distante Cintura de Kuiper primordial.

Depois de cada simulação ter sido concluída, as populações de OTNs resultantes, após um período de 4,5 mil milhões de anos, foram comparadas com as obtidas a partir de observações modernas para ver se algum dos modelos explicava as anomalias na distante Cintura de Kuiper.

Notavelmente, os melhores resultados das simulações sugeriam que deveria existir um planeta por descobrir com uma massa 1,5-3 vezes superior à da Terra a orbitar o Sol a distâncias entre cerca de 200 e 500 (ou mesmo ~200-800) unidades astronómicas.

Graças à massa palpável e a uma órbita inclinada de cerca de 30°, um tal planeta poderia ter gerado o grande número de OTNs isolados, os OTNs altamente inclinados, bem como os OTNs extremos com órbitas peculiares, de acordo com as nossas observações actuais.

A descoberta de um novo planeta de tamanho semelhante ao da Terra no Sistema Solar teria, sem dúvida, implicações profundas, como explica o Dr. Lykawka: “Primeiro, o Sistema Solar voltaria a ter oficialmente nove planetas.

Além disso, à semelhança do que aconteceu em 2006 quando Plutão foi despromovido da categoria de planeta, teríamos de aperfeiçoar a definição de ‘planeta’, uma vez que um planeta de tamanho semelhante à Terra, localizado muito para além de Neptuno, pertenceria provavelmente a uma nova classe de planetas. Finalmente, as nossas teorias sobre a formação do Sistema Solar e dos planetas também precisariam de ser revistas”.

Agora que a previsão foi feita, é altura de procurar este planeta na distante Cintura de Kuiper. De acordo com o Dr. Lykawka, futuros levantamentos astronómicos japoneses ou internacionais poderão ser capazes de detectar este novo planeta em menos de uma década.

Muitos novos OTNs extremos poderiam ser descobertos no processo, fornecendo informações valiosas sobre a região transneptuniana.

“Um conhecimento mais pormenorizado da estrutura orbital na distante Cintura de Kuiper dar-nos-á uma melhor compreensão da formação do Sistema Solar exterior, o que também revelará as condições em que os planetas se formaram.

Mesmo a descoberta de um único ou de alguns desses novos OTNs poderia revolucionar as nossas teorias sobre a formação do Sistema Solar”.

// Universidade de Kindai (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

CCVALG
12 de Setembro de 2023


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608: O Sol não se está a portar como devia

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⚗️ CIÊNCIA // 🌞 SOL

O Sol está longe de ser imutável. De 11 em 11 anos, mais ou menos, passa por um ciclo de actividade, oscilando entre períodos de relativa calma e de elevada turbulência caracterizada por manchas solares e erupções solares.

Jonathan Borba / Unsplash

Este ritmo natural tem um impacto significativo nas nossas infra-estruturas tecnológicas, tornando essenciais as previsões exactas do ciclo solar.

O actual ciclo solar apanhou os cientistas de surpresa. Inicialmente previsto como fraco, apresentou uma actividade sem precedentes que não se via há mais de duas décadas.

De acordo com a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), só em Junho e Julho deste ano, o Sol registou uma média diária de 160 manchas solares, mais do dobro das previsões iniciais. As erupções solares também aumentaram de frequência, o que realça o desafio de fazer previsões exactas.

“Há uma mística associada a séries temporais tão longas”, diz Eurico Covas, astrofísico do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em Portugal, citado pela Quanta Magazine.

De facto, a previsão do ciclo solar é uma tarefa difícil devido à sua irregularidade e ao campo relativamente recente da Física solar. Robert Leamon, um físico solar da Universidade de Maryland, observa com humor que eles estão “cerca de 60 anos atrás dos meteorologistas”.

Historicamente, os cientistas baseavam-se em correlações estatísticas que envolviam a actividade das manchas solares, a área de superfície e o tempo para fazer previsões.

No entanto, estes métodos, mesmo quando modernizados, forneciam informações limitadas sobre o comportamento futuro do Sol. Actualmente, os investigadores estão a explorar novas vias baseadas nos processos internos do Sol.

Uma abordagem bem sucedida envolve o estudo de precursores, tais como a força do campo magnético do Sol nos seus pólos durante o mínimo solar. A correlação entre a força do campo polar e a intensidade do ciclo que se aproxima provou ser um indicador fiável.

Apesar das limitadas medições directas disponíveis (apenas quatro ciclos desde 1976), os indicadores indirectos oferecem pontos de dados valiosos que abrangem mais de 150 anos.

Outro precursor promissor é o “evento terminador”. Este evento marca a transição da actividade magnética do ciclo anterior para o novo ciclo e tem mostrado uma correlação com a força do ciclo.

Com base no último evento terminador em Dezembro de 2021, os cientistas prevêem que o Ciclo 25 atingirá o pico de 185 manchas solares em Julho de 2024, desafiando a previsão oficial.

Apesar da actual incerteza em torno da previsão do ciclo solar, os especialistas continuam optimistas.

Lisa Upton, co-presidente do painel de previsão do Ciclo 25, acredita que, embora o ciclo possa ser mais forte do que o inicialmente previsto, não se desviará significativamente da previsão. Os próximos seis meses são cruciais para determinar a trajectória do ciclo.

ZAP //
12 Setembro, 2023


Ex-Combatente da Guerra do Ultramar, Web-designer,
Investigator, Astronomer and Digital Content Creator


published in: 1 semana ago

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