quarta-feira, 30 de novembro de 2016

Primeiros sinais de estranha propriedade quântica do espaço vazio?

Observações VLT de estrela de neutrões podem confirmar previsão com 80 anos sobre o vácuo
Esta conceção artística mostra como é que a radiação emitida pela superfície de uma estrela de neutrões fortemente magnetizada (à esquerda) se polariza linearmente à medida que viaja através do vácuo do espaço que envolve a estrela no seu percurso até chegar à Terra (à direita). A polarização da radiação observada no campo magnético extremamente forte sugere que o espaço vazio que rodeia a estrela de neutrões está sujeito a um efeito quântico chamado birrefringência do vácuo, uma previsão da electrodinâmica quântica. Este efeito foi previsto nos anos 1930 mas nunca foi observado até agora. As direcções dos campos magnético e eléctrico estão marcadas com linhas vermelhas e azuis. Simulações de modelos obtidas por Roberto Taverna (Universidade de Pádua, Itália) e Denis Gonzalez Caniulef (UCL/MSSL, RU) mostram como estas se alinham ao longo de uma direção preferencial quando a radiação passa pela região em torno da estrela de neutrões.Créditos:ESO/L. Calçada

Ao estudar com o Very Large Telescope do ESO a radiação emitida por uma estrela de neutrões muito densa e fortemente magnetizada, os astrónomos descobriram as primeiras indicações observacionais de um estranho efeito quântico, previsto inicialmente nos anos 1930. A polarização da radiação observada sugere que o espaço vazio em torno da estrela de neutrões está sujeito a um efeito quântico conhecido por birrefringência do vácuo. Uma equipa liderada por Roberto Mignani do INAF de Milão, Itália, e da Universidade de Zielona Gora, Polónia, utilizou o Very Large Telescope do ESO (VLT), instalado no Observatório do Paranal no Chile, para observar a estrela de neutrões RX J1856.5-3754, situada a cerca de 400 anos-luz de distância da Terra.
Apesar de ser uma das estrelas de neutrões mais próximas de nós, a luminosidade muito baixa deste objeto faz com que os astrónomos apenas a possam observar no visível com o instrumento
FORS2 montado no VLT, nos limites da atual tecnologia de telescópios. As estrelas de neutrões são restos de núcleos muito densos de estrelas massivas — pelo menos 10 vezes mais massivas que o Sol — que explodiram sob a forma de supernovas no final das suas vidas. Possuem igualmente campos magnéticos intensos, milhares de milhões de vezes mais fortes que o do nosso Sol, que permeiam as suas superfícies exteriores e seus arredores.
Estes campos magnéticos são tão fortes que afectam inclusivamente as propriedades do espaço vazio que circunda a estrela. Normalmente, o vácuo sugere-nos um espaço completamente vazio, onde a radiação viaja sem ser modificada. No entanto, em electrodinâmica quântica — a teoria do vácuo que descreve a interação entre fotões de luz e partículas carregadas, tais como electrões — o espaço encontra-se repleto de partículas virtuais que aparecem e desaparecem a todo o momento. Campos magnéticos muito intensos podem modificar este espaço, de tal maneira que este afecta a polarização da radiação que passa através dele.
Mignani explica: “De acordo com a electrodinâmica quântica, um vácuo altamente magnetizado comporta-se como um prisma no que diz respeito  à propagação da radiação, um efeito conhecido por birrefringência do vácuo. Entre as muitas previsões da electrodinâmica quântica, a birrefringência do vácuo não teve ainda uma demonstração experimental. Tentativas de detectar este efeito em laboratório não deram qualquer resultado nos 80 anos que passaram desde a publicação do artigo científico de Werner Heisenberg (famoso pelo princípio de incerteza) e Hans Heinrich Euler.
“Este efeito pode ser apenas detectado na presença de campos magnéticos extremamente fortes, tais como os existentes em torno de estrelas de neutrões, o que mostra, uma vez mais, como as estrelas de neutrões são laboratórios valiosos para o estudo das leis fundamentais da natureza,” diz Roberto Turolla (Universidade de Pádua, Itália).
Após análise cuidada dos dados VLT, Mignani e a sua equipa detectaram polarização linear — com um grau significativo de cerca de 16% — que pensam ser provavelmente devida ao efeito de birrefringência do vácuo a ocorrer no espaço vazio que rodeia a RX J1856.5-3754. Vincenzo Testa (INAF, Roma, Itália) comenta: “Até à data, este é o objeto mais ténue para o qual foi medido um valor de polarização. Foi necessário utilizar um dos maiores e mais eficientes telescópios do mundo, o VLT, e técnicas de análise de dados precisas para aumentar o sinal emitido por uma estrela tão fraca.”
“A alta polarização linear que medimos com o VLT não pode ser explicada facilmente pelos nossos modelos, a menos que incluamos o efeito de birrefringência do vácuo previsto pela electrodinâmica quântica,” acrescenta Mignani. “Este estudo do VLT é a primeira resultado observacional que vai de encontro às previsões deste tipo de efeitos da electrodinâmica quântica, originados por campos magnéticos extremamente fortes,” diz Silvia Zane (UCL/MSSL, Reino Unido).
Mignani está entusiasmado com os avanços, nesta área de estudo, que poderão vir de observações feitas com telescópios mais avançados: “Medições de polarização com a nova geração de telescópios, tais como o European Extremely Large Telescope do ESO, podem desempenhar um papel crucial em testes de previsões da electrodinâmica quântica de efeitos de birrefringência do vácuo em torno de muitas mais estrelas de neutrões.  Estas medições, feitas agora pela primeira vez no visível, abrem também o caminho a medições semelhantes serem feitas em raios X,” acrescenta Kinwah Wu (UCL/MSSL, Reino Unido).
Fonte: ESO

A velocidade da luz pode ter ultrapassado a gravidade nos primeiros dias do universo

A velocidade da luz no vácuo (representada pela letra “c”) é praticamente a constante mais fundamental da física. De acordo com a teoria geral da relatividade, a gravidade viaja à mesma taxa. No entanto, um novo estudo sugere que a velocidade da luz pode não ter sido sempre essa. No universo primitivo, a luz pode ter ultrapassado a gravidade, e essa nova hipótese poderia resolver um dos maiores problemas da física.

Problema do horizonte
O chamado “problema do horizonte” basicamente lida com o fato de que o universo atingiu uma temperatura uniforme muito antes de partículas de luz (ou fótons) terem tempo de chegar a todos os cantos do universo. Se a velocidade da luz no vácuo realmente é constante, e sempre foi, então como o cosmos aqueceu tão rápido?  Normalmente, esse problema é tratado pela ideia de inflação – que sugere que o universo passou por um período de expansão enorme no seu início. A hipótese é que a temperatura deve ter estabilizado quando o universo era pequeno e condensado, quando a luz não tinha tanta distância para viajar, e então cresceu rapidamente. Isso faz sentido – exceto que ninguém sabe por que a inflação começou ou parou, e não há nenhuma maneira de testar isso.

Alternativa
Uma hipótese alternativa foi apresentada pelo físico Niayesh Ashfordi, do Instituto Perimeter, no Canadá, e João Magueijo, do Imperial College de Londres, no Reino Unido. A ideia é de que, nos dias mais precoces do universo, a luz e a gravidade viajavam em velocidades diferentes. Ou a luz costumava viajar mais rápido do que agora, ou a gravidade costumava viajar mais lentamente. De qualquer forma, se os fótons se moveram mais rápido do que a gravidade logo após o Big Bang, isso os teria deixado chegar longe o suficiente para o universo alcançar uma temperatura de equilíbrio muito mais rapidamente. Por ora, isso é apenas uma hipótese. Mas a parte emocionante é que ela pode realmente ser testada.

Índice espectral
Se a hipótese for verdadeira, haverá uma assinatura particular deixada na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a radiação que sobrou do Big Bang que ainda podemos detectar e estudar hoje. Um valor chamado índice espectral, que descreve as ondulações de densidade inicial no universo, seria fixo em 0,96479 se a teoria estiver correta. Curiosamente, o último índice espectral relatado no ano passado pelo satélite Planck, que mapeia o fundo em micro-ondas, foi de 0,968, não muito longe do número esperado se a luz e a gravidade viajassem a velocidades diferentes. Mais dados do Planck serão capazes de mostrar de uma vez por todas se esses números correspondem.

Teoria de tudo
Se o índice espectral do fundo de micro-ondas cósmico realmente coincidir com o valor previsto, então isso teria enormes implicações para a nossa compreensão da física. No momento, há uma grande lacuna entre a maneira como o universo parece operar na escala quântica (mecânica quântica) e na escala visível (relatividade geral), e os físicos estão desesperadamente procurando uma teoria para tentar unir as duas. A nova hipótese pode ser um bom caminho para compreendermos melhor o universo e a gravidade quântica.
Fonte: HypeScience.com

Cientistas sugerem que a formação do nosso Sistema Solar foi causada por uma supernova de baixa massa

Há cerca de 4,6 bilhões de anos, a nuvem de gás e poeira, que eventualmente formou o nosso Sistema Solar, foi perturbada. O colapso gravitacional resultante formou o uma protoestrela com um disco circundante onde os planetas nasceram. Essa nuvem pode ser parecida com alguma região no muito maior complexo de gás e poeira a cerca de 4.500 anos-luz de distância na direção da constelação de Cisne, observado pelo Telescópio Espacial Spitzer. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica

Um time de pesquisa liderado pelo professor Yong-Zhong Qian da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Minnesota (EUA) usou novos modelos e evidências a partir de meteoritos para demonstrar que uma supernova de baixa massa foi responsável pelo desencadeamento da formação do nosso Sistema Solar. Há cerca de 4,6 bilhões de anos, uma nuvem de gás e poeira, que eventualmente formou o nosso Sistema Solar, foi perturbada. O colapso gravitacional resultante formou o ‘proto-Sol’ com um disco envolvente onde os planetas eventualmente surgiram. Uma supernova (a explosão de uma estrela no final do seu ciclo de vida) teria energia suficiente para comprimir tal nuvem de gás.

No entanto, não existiam evidências conclusivas para suportar essa teoria. Adicionalmente, a natureza da supernova progenitora permanecia elusiva. O grupo de Yong-Zhong Qian decidiu focar-se nos isótopos de vida curta presentes no início do Sistema Solar. Devido à sua pequena vida, estes núcleos só podiam ter vindo de uma supernova precursora. As suas abundâncias no início do Sistema Solar foram inferidas pelos seus produtos de decaimento nos meteoritos. Como detritos da formação do Sistema Solar, os meteoritos são comparáveis aos tijolos e a argamassa que sobram em um local de construção. Eles nos contam sobre a composição do Sistema Solar e, em particular, quais os isótopos de curta duração que a supernova progenitora forneceu.

Yong-Zhong Qian declarou:
Esta é a evidência ‘forense’ que precisávamos para ajudar a explicar a formação do Sistema Solar. Ela aponta para uma supernova de baixa massa que atuou como ‘gatilho’.
Yong-Zhong Qian é um especialista na formação de isótopos em supernovas. As suas pesquisas anteriores se focaram em vários mecanismos pelos quais esses isótopos se formam em supernovas de diferentes massas. O seu time de pesquisa contou com o líder da pesquisa Projjwal Banerjee e com colaboradores Alexander Heger da Universidade Monash na Austrália e Wick Haxton da Universidade da Califórnia em Berkeley. Qian e o Ph.D. Projjwal Banerjee perceberam que os esforços anteriores no estudo da formação do Sistema Solar estavam focados em uma supernova de alta massa que atuou como um “gatilho”, o que teria deixado um conjunto de impressões digitais nucleares que não estão presentes nos registros meteóricos.

Qian e colaboradores decidiram testar se uma supernova de baixa massa, com cerca de 12 vezes a massa do nosso Sol, poderia explicar os registros encontrados meteoritos. Começaram a investigação examinando o Berílio-10, um núcleo de curta vida com 4 prótons (o quarto elemento na tabela periódica) e 6 nêutrons, como total de 10 unidades de massa atômica. Este isótopo encontra-se amplamente distribuído em meteoritos.

Na verdade, a ubiquidade do Berílio-10 consistia em uma espécie de mistério. Muitos cientistas teorizaram que a ‘espalação’ (o processo no qual as partículas altamente energéticas removem prótons ou nêutrons de um núcleo para formar novos núcleos) por raios cósmicos seria a responsável pelo Berílio-10 encontrado nos meteoritos. Qian disse que esta hipótese envolve muita informação incerta e presume que o Berílio-10 não pode ser fabricado em supernovas. Usando novos modelos de supernovas, Qian e colaboradores mostraram que o Berílio-10 pode ser produzido por ‘espalação’ de neutrinos tanto em supernovas de baixa massa como alta. No entanto, apenas uma supernova de massa baixa como “gatilho” para a formação do Sistema Solar é consistente com o registro meteórico em geral.
Yong-Zhong Qian explicou:
Os achados neste artigo abriram uma direção totalmente nova em nossa pesquisa. Além de explicar a abundância do Berílio-10, este modelo de supernova de baixa massa também explicaria os isótopos de curta duração do Cálcio-41, do Paládio-107 e alguns outros encontrados em meteoritos. O que não se consegue explicar deverá, então, ser atribuído a outras fontes que requerem um estudo detalhado.
Qian disse que o grupo de cientistas gostaria de examinar os mistérios restantes dos núcleos de curta duração encontrados em meteoritos. O primeiro passo, no entanto, é corroborar sua teoria examinando o Lítio-7 e o Boro-11, produzidos juntamente com o Berílio-10 por ‘espalação’ de neutrinos em supernovas. Qian realçou que poderão examinar isto em um artigo futuro e pediu aos cientistas que estudam meteoritos que examinem as correlações entre esses três isótopos recorrendo a medições precisas.  Os resultados foram publicados na Nature Communications no artigo intitulado “Evidence from stable isotopes and 10Be for solar system formation triggered by a low-mass supernova”, assinado por Projjwal Banerjee, Yong-Zhong Qian, Alexander Heger e W C Haxton.

terça-feira, 29 de novembro de 2016

Astrônomos descobrem a menor galáxia satélite da Via Láctea

Astrônomos observaram através do Telescópio Subaru, no Japão, uma nova galáxia satélite da Via Láctea. Os especialistas acreditam que este é o menos brilhante companheiro já descoberto da nossa galáxia. A pequena galáxia, chamada Virgem I, junta-se a cerca de 50 companheiras conhecidas da Via Láctea. Ela está localizada a 280.000 anos-luz de distância e tem 124 anos-luz de diâmetro – algo minúsculo mesmo para uma galáxia anã. Como comparação, a Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro. 

A galáxia satélite foi descoberta apenas recentemente porque estava abaixo do limite de detecção de pesquisas anteriores. Do nosso ponto de vista, a luz da Virgem I é 1,5 bilhões de vezes mais fraca do que a Grande Nuvem de Magalhães, a maior companheira da nossa galáxia, e é ainda mais fraca do que a maioria das estrelas. A galáxia tem uma magnitude absoluta de -0,8, o que faz dela 1,6 vezes mais fraca do que o nosso Sol, que é bastante médio.

Relatada no Astrophysical Journal, esta descoberta implica que a nova galáxia poderia ser a primeira de muitas companheiras anãs ultra-fracas. Esta descoberta implica centenas de pequenos satélites anões à espera de serem descobertos ao redor da Via Láctea”, disse o autor principal Masashi Chiba, da Universidade de Tohoku, no Japão. “(Descobrir) quantos satélites estão realmente lá e quais propriedades eles têm nos dará uma pista importante para entender como a Via Láctea se formou e como a matéria escura contribuiu para isso.

Mais galáxias pequenas
Acredita-se que as estruturas do Universo se formam de forma ascendente, o que significa que as coisas maiores ficaram tão grandes ao acumular muitas coisas pequenas. Galáxias grandes, como a Via Láctea, são conhecidas por canibalizar suas companheiras menores, roubando seus gases e estrelas. A presença de uma grande população de pequenas galáxias pode resolver alguns dos problemas com a nossa compreensão atual do cosmos.

O “problema das galáxias anãs” é uma dessas questões. As simulações sugerem que deve haver mais galáxias pequenas do que o que observamos, e talvez a solução seja que nossos instrumentos estão ficando bons o suficiente somente agora, e simplesmente tenhamos ignorado muitos dos objetos lá fora. Virgem I foi encontrada na versão inicial dos dados da Pesquisa Estratégica Subaru. Os dados representam apenas cerca de 0,3% de todo o céu, portanto, pode haver muitas galáxias como ela lá fora.
Fonte: I Fucking Love Science





Um dos maiores objetos do Universo é descoberto atrás da Via Láctea

Através da névoa espessa de nossa própria galáxia, os astrônomos descobriram algo incrível: uma das maiores estruturas já encontradas no Universo. Chamado de Superaglomerado de Vela, o objeto recentemente descoberto é um grupo maciço de vários conjuntos de galáxias, cada um contendo centenas ou milhares de galáxias.  Eu não podia acreditar que uma estrutura tão grande se estendesse tão proeminente depois de observar aquela região do espaço”, relata Renée Kraan-Korteweg, astrofísica da Universidade de Cape Town, na África do Sul.  Kraan-Korteweg e sua equipe publicaram a descoberta do superaglomerado, com o nome da constelação Vela, onde foi encontrado, nas Cartas de Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.

Um gigante escondido atrás da Via Láctea
Pode ser difícil acreditar que um objeto tão grande possa ter passado despercebido, mas faz mais sentido quando você considera onde nós vivemos.  A Via Láctea, nossa casa galáctica, hospeda mais de 100 bilhões de estrelas, trilhões de planetas e nuvens coloridas de gás e poeira. Isto faz dela um parque de diversões brilhante para estudar objetos individuais, como buracos negros, a formação de sistemas solares alienígenas ou planetas extrasolares potencialmente habitáveis.  Mas se você é um astrônomo tentando olhar além da Via Láctea e observar o Universo mais profundo, tudo isso está no seu caminho: Isto é especialmente verdadeiro para os objetos por trás do Plano Galáctico, que somos nós olhando através do disco de 100.000 anos-luz de largura da Via Láctea de dentro para fora. A parte indicada na imagem é onde está o nosso Sistema Solar. Como você pode ver, tem muita coisa na frente:

Trilhões de estrelas
Kraan-Korteweg e seus colegas combinaram as observações de vários telescópios: o recém-reformado Grande Telescópio da África do Sul (SALT), perto da Cidade do Cabo, o Telescópio Anglo-Australiano (AAT), perto de Sydney, e os exames de raios-X do Plano Galáctico. Usando esses dados, calcularam quão rápido cada galáxia que viram acima e abaixo do Plano Galáctico estava se afastando da Terra. Os dados revelaram que todas elas pareciam estar se movendo juntas – indicando um monte de galáxias que não podiam ser vistas.  Tornou-se óbvio que estávamos descobrindo uma enorme rede de galáxias, estendendo-se muito mais do que esperávamos”, diz Michelle Cluver, astrofísica da Universidade do Cabo Ocidental, na África do Sul.  Os pesquisadores estimam que o Superaglomerado Vela tem aproximadamente a mesma massa do Superaglomerado Shapley, que contém aproximadamente 8.600 galáxias e está localizado a cerca de 650 milhões de anos-luz de distância. Considerando que uma galáxia típica tem cerca de 100 bilhões de estrelas, os pesquisadores estimam que Vela poderia conter entre 1.000 e 10.000 trilhões de estrelas.

Os cálculos também mostram que Vela está a cerca de 800 milhões de anos-luz de distância e se afasta cada vez mais de nós a uma velocidade de cerca de 18 mil quilômetros por segundo. Apesar dessa distância extra e rapidamente crescente, no entanto, a influência de Vela não pode ser negada. Os pesquisadores estimam que o puxão gravitacional de Vela acelera o Grupo Local de Galáxias, que inclui a Via Láctea, acelerou em cerca de 177 mil km/h, ou 50 km/s. Isso é muito atração, e poderia ajudar a contar a incrível história de como a nossa Via Láctea chegou onde está.
Fonte: HypeScience.com

Verona Rupes – O maior desfiladeiro do Sistema Solar

Será que você sobreveviria pulando do desfiladeiro mais alto do Sistema Solar? Possivelmente sim. O Verona Rupes, localizado na lua Miranda de Urano, tem cerca de 20 km de altura, dez vezes mais profundo do que parte central do Grand Cânion. Porém, devido à baixa gravidade de Miranda, você levaria cerca de 12 minutos para cair do topo até a base, viajando a cerca de 200 km/h. Mesmo assim, você poderia sobreviver à queda, usando um sistema apropriado de air bag. A imagem acima mostra o Verona Rupes e foi capturada pela sonda Voyager 2 em 1986. Como esse gigantesco desfiladeiro foi criado, ainda é um mistério, mas possivelmente esteja relacionado com um grande impacto, ou com movimentações tectônicas.

Hubble observa ponte incomum entre as Galáxias do Par Arp 240

Por que existe uma ponte entre essas duas galáxias espirais? Feita de gás e estrelas, a ponte fornece uma forte evidência de que essas duas galáxias passaram muito perto uma da outra e experimentaram violentas forças de marés geradas pela gravidade mútua. O par é conhecido como Arp 240, e de forma individual as galáxias são, a NGC 5257, e a NGC 5258. Modelos computacionais e a idade dos aglomerados de estrelas indicam que as duas galáxias completaram a primeira passagem somente a 250 milhões de anos atrás. As forças de maré não só puxam a matéria, mas também comprimem o gás e desse modo geram um processo de formação de estrelas em ambas as galáxias, além é claro de criar essa ponte incomum. A fusão entre as galáxias é um processo tido como comum, o par Arp 240 representa um instantâneo de um breve estágio desse processo. O par de galáxias está localizado a cerca de 300 milhões de anos-luz de distância da Terra, e pode ser visto através de um pequeno telescópio, apontado para a constelação de Virgo. As repetidas passagens podem em certo momento resultar numa fusão completa das duas galáxias, que como resultado geraria uma única galáxia no final do processo.

Sonda Cassini prepara-se para as órbitas que vão "RASPAR" os anéis de Saturno

Os anéis de Saturno foram nomeados em ordem alfabética consoante a ordem em que foram descobertos. O estreito anel F marca o limite exterior do sistema principal de anéis. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Um passeio emocionante está prestes a começar para a sonda Cassini da NASA. Os engenheiros têm alongado a órbita da nave, em redor de Saturno, para aumentar a sua inclinação em relação ao equador e anéis do planeta. E, no dia 30 de novembro, após um impulso gravitacional da lua Titã, a Cassini entrará na primeira fase do dramático final da missão. Lançada em 1997, a Cassini tem visitado o sistema de Saturno desde que aí chegou em 2004, estudando de perto o planeta, os seus anéis e luas. Durante a sua viagem, a Cassini fez inúmeras descobertas, incluindo um oceano global no interior de Encélado e mares de metano líquido em Titã.

Entre 30 de novembro e 22 de abril, a Cassini circulará por cima e por baixo dos polos de Saturno, mergulhando a cada sete dias - um total de 20 vezes - através da região inexplorada da orla externa dos anéis principais. Vamos passar pela borda externa dos anéis," comenta Linda Spilker, cientista do projeto Cassini no JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. "Além disso, temos dois instrumentos que podem recolher amostras de partículas e gases à medida que cruzamos o plano dos anéis."
Em muitas dessas passagens, os instrumentos da Cassini vão tentar amostrar diretamente partículas dos anéis e moléculas de gases ténues encontrados perto dos anéis. Durante as primeiras duas órbitas, a nave espacial vai passar diretamente através de um anel extremamente ténue produzido por meteoros minúsculos que atingem as duas luas Jano e Epimeteu.
A Cassini atravessa o anel F de Saturno uma vez por cada 20 órbitas que raspam os anéis, vistas aqui em tom mais amarelado, entre o final de novembro de 2016 e abril de 2017. O azul representa as órbitas da missão do solstício, que antecedem a fase rasante dos anéis. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

As passagens anulares em março e abril vão enviar o orbitador através dos arredores poeirentos e exteriores do anel F.  Embora estejamos a voar mais perto que nunca do anel F, ainda estaremos a mais de 7800 km de distância. Há muito pouca preocupação com o risco de poeiras a essa distância," explica Earl Maize, gerente do projeto Cassini no JPL. O anel F marca o limite exterior do sistema principal de anéis; Saturno tem outros anéis, muito mais finos e ténues que ficam mais longe do planeta. O anel F é complexo e está em constante mudança: as imagens da Cassini mostram estruturas parecidas com brilhantes serpentinas, filamentos delgados e canais escuros que aparecem e se desenvolvem em meras horas. O anel também é bastante estreito - tem apenas 800 km de largura. No seu núcleo está uma região mais densa com aproximadamente 50 km de largura.

Tantas Atrações para Ver
Estas órbitas da Cassini fornecem oportunidades sem precedentes para observar a coleção de pequenas luas que orbitam dentro ou perto das bordas dos anéis, incluindo os melhores olhares das luas Pandora, Atlas, Pã e Dafne. Ao "raspar" os limites dos anéis, a Cassini também fornecerá alguns dos mais próximos estudos das porções exteriores dos anéis principais (anéis A, B e F). Alguns dos pontos de vista da Cassini terão um nível de detalhe não alcançado desde que a sonda "deslizou" mesmo por cima deles durante a sua chegada em 2004. A missão vai começar a fotografar os anéis em dezembro, ao longo de toda a sua largura, resolvendo detalhes mais pequenos que 1 km por pixel e construindo a análise completa e de mais alta qualidade da estrutura intricada dos anéis.

A missão continuará a investigar características de pequena escala no anel A chamadas "hélices", que revelam a presença de pequenas luas invisíveis. Por causa da sua forma parecida com as hélices de um avião, os cientistas deram a algumas das mais persistentes nomes informais inspirados por aviadores famosos, incluindo "Earhart". A observação das hélices, em alta resolução, irá provavelmente revelar novos detalhes sobre a sua origem e estrutura. E em março, enquanto atravessa a sombra de Saturno, a Cassini observará os anéis iluminados pelo Sol, na esperança de capturar nuvens de poeira expelidas por impactos de meteoros.


Preparando-se para o Final
Durante estas órbitas, a Cassini passará a cerca de 90.000 km acima das nuvens de Saturno. Mas, mesmo com toda a sua excitante ciência, estas órbitas são apenas um prelúdio para as passagens rasantes pelo planeta que se avizinham. Em abril de 2017, a nave espacial começará a sua fase de Grande Final. Depois de quase 20 anos no espaço, a missão está a chegar ao fim porque o veículo já tem pouco combustível. A equipe da Cassini projetou cuidadosamente o final a fim de realizar uma investigação científica extraordinária antes de enviar a nave espacial para Saturno e assim proteger as suas luas potencialmente habitáveis.

Durante o seu grande final, a Cassini passará a 1628 km das nuvens, enquanto se lança repetidamente através da estreita lacuna entre Saturno e os seus anéis, antes de fazer o seu mergulho final na atmosfera do planeta no dia 15 de setembro. Mas antes que a sonda possa saltar sobre os anéis e começar o final, ainda permanece por fazer algum trabalho preparatório. Para começar, a Cassini está programada para executar uma breve queima do seu motor principal durante a primeira aproximação superíntima aos anéis no dia 4 de dezembro. Esta manobra é importante para o ajuste fino da órbita e para definir a trajetória correta que permite o resto da missão.

"Este será o 183.º e último dos disparos planeados do nosso motor principal. Embora possamos decidir usar o motor novamente, o plano é completar as restantes manobras usando propulsores," salienta Maize. Para se preparar ainda mais, a Cassini vai observar a atmosfera de Saturno durante a sua fase de "pastoreio" dos anéis para determinar com mais precisão até onde se estende acima do planeta. Os cientistas já observaram a atmosfera exterior de Saturno a expandir-se e a contrair-se ligeiramente com as estações desde a chegada da Cassini. Dada esta variabilidade, os próximos dados serão importantes para ajudar os engenheiros da missão a determinar quão perto podem, em segurança, voar a nave espacial.
Fonte: Astronomia Online

sexta-feira, 25 de novembro de 2016

Um ciclo de vida estelar

Uma pequena nuvem de gás e poeira contém uma "estrela bebé" e está a ser formada a cerca de 20.000 anos-luz da Terra. Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/M. McCollough et al.; rádio: ASIAA/SAO/SMA

Um momento do ciclo de vida estelar foi capturado numa nova imagem do Observatório de raios-X Chandra da NASA e do SMA (Smithsonian’s Submillimeter Array). Uma nuvem que está a dar à luz estrelas foi observada a refletir raios-X de Cygnus X-3, uma fonte de raios-X produzida por um sistema onde uma estrela massiva está lentamente a ser comida ou pelo seu buraco negro companheiro ou por uma estrela de neutrões. Esta descoberta fornece uma nova maneira de estudar como as estrelas se formam. Em 2003, astrónomos usaram a visão de raios-X e de alta resolução do Chandra para encontrar uma misteriosa fonte de emissão de raios-X localizada muito perto de Cygnus X-3. A separação dessas duas fontes no céu é equivalente ao diâmetro de uma moeda de dois cêntimos a mais de 250 metros de distância.

Em 2013, astrónomos anunciaram que a nova fonte era uma nuvem de gás e poeira. Em termos astronómicos, esta nuvem é bastante pequena - mede cerca de 0,7 anos-luz em diâmetro. Os astrónomos perceberam que esta nuvem está a agir como um espelho, refletindo alguns dos raios-X gerados por Cygnus X-3 em direção à Terra. Nós apelidámos o objeto de 'Pequeno Amigo' porque é uma fonte ténue de raios-X ao lado de uma fonte muito brilhante que mostrava variações similares em raios-X," comenta Michael McCollough do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado norte-americano do Massachusetts, que liderou o estudo mais recente deste sistema.

As observações do Chandra relatadas em 2013 sugeriam que o "Pequeno Amigo" tinha uma massa entre duas e 24 vezes a do Sol. Isto sugeria que a nuvem era um "glóbulo de Bok", uma pequena nuvem densa onde as estrelas podem nascer. No entanto, eram necessárias mais evidências. Para determinar a natureza do "Pequeno Amigo", os astrónomos usaram o SMA, uma série de oito antenas rádio situadas no topo do Mauna Kea, no Hawaii. O SMA encontrou moléculas de monóxido de carbono, uma pista importante de que o "Pequeno Amigo" era realmente um glóbulo de Bok. Além disso, os dados do SMA revelam a presença de um jato ou fluxo saindo do "Pequeno Amigo", sinal de que uma estrela começou a formar-se lá dentro.

Cygnus X-3 é um binário de raios-X onde uma fonte compacta está a puxar material de uma companheira estelar massiva. O Chandra conseguiu observar uma nuvem de gás e poeira que está separada por uma distância muito pequena de Cygnus X-3. Esta nuvem de gás, chamada "Pequeno Amigo", é um glóbulo de Bok, o primeiro já detetado em raios-X e o mais distante já descoberto. Os astrónomos detetaram jatos produzidos pelo "Pequeno Amigo", o que indica que existe uma estrela em formação no seu interior. Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/M. McCollough et al.; rádio: ASIAA/SAO/SMA

"Normalmente, os astrónomos estudam os glóbulos de Bok observando a luz visível que bloqueiam ou a emissão rádio que produzem," afirma a coautora Lia Corrales do Instituto de Tecnologia do Massachusetts em Cambridge. "Com o 'Pequeno Amigo', podemos examinar este casulo interestelar numa nova maneira usando raios-X - a primeira vez que somos capazes de fazer isto com um glóbulo de Bok. A uma distância estimada de quase 20.000 anos-luz da Terra, o "Pequeno Amigo" é também o mais distante glóbulo de Bok já visto. As propriedades de Cygnus X-3 e a sua proximidade com o "Pequeno Amigo" também nos dão a oportunidade de fazer uma medição muito precisa da distância - algo que é muitas vezes difícil em astronomia. Desde o início da década de 1970 que os astrónomos observam uma variação regular de 4,8 horas nos raios-X de Cygnus X-3. O "Pequeno Amigo", agindo como um espelho de raios-X, mostra a mesma variação, mas ligeiramente atrasada porque o percurso que os raios-X refletidos tomam é mais longo do que a linha reta entre Cygnus X-3 e a Terra.

Ao medir o atraso na variação periódica entre Cygnus X-3 e o "Pequeno Amigo", os astrónomos foram capazes de calcular que a distância entre a Terra e Cygnus X-3 é de aproximadamente 24.000 anos-luz. Dado que Cygnus X-3 contém uma estrela massiva, de curta duração, os cientistas pensam que deverá ter tido origem numa região da Galáxia onde as estrelas ainda são suscetíveis de se formar. Estas regiões são encontradas apenas nos braços espirais da Via Láctea. No entanto, a fonte Cygnus X-3 está localizada fora de qualquer um dos braços espirais da Via Láctea.

"De certa forma, é uma surpresa termos encontrado Cygnus X-3 onde está," afirma o coautor Michael Dunham do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica e da Universidade Estatal de Nova Iorque em Fedonia. "Nós percebemos que algo invulgar precisava de acontecer durante os seus primeiros anos para a enviar neste 'passeio selvagem'.

Os investigadores sugerem que a explosão de supernova que formou ou o buraco negro ou a estrela de neutrões em Cygnus X-3 "chutou" o sistema binário para longe do seu lugar onde nasceu. Assumindo que Cygnus X-3 e o "Pequeno Amigo" formaram-se perto um do outro, estimam que Cygnus X-3 deve ter sido lançado a velocidades entre 640.000 e 3,2 milhões de quilómetros por hora. O artigo que descreve estes resultados foi publicado recentemente numa edição da revista The Astrophysical Journal Letters e está disponível online.
Fonte: Astronomia Online


quinta-feira, 24 de novembro de 2016

No coração da Eta Carinae

A nuvem de gás e poeira em torno da estrela (à esq.) e detalhe da Eta Carinae: colisão de ventos estelares a 10 milhões de km/h

Com o emprego de técnicas de interferometria na faixa do infravermelho que geram uma nitidez 50 mil vezes maior do que a do olho humano, uma equipe de astrofísicos, coordenada por Gerd Weigelt do Instituto Max Planck de Radioastronomia de Bonn, observou detalhes inéditos da Eta Carinae, sistema composto por duas estrelas de alta massa (Astronomy & Astrophysics, 19 de outubro). Os pesquisadores obtiveram imagens do ponto em que os ventos das estrelas (átomos de sua superfície empurrados pela luz) colidem e calcularam a velocidade em que ocorre o choque, de cerca de 10 milhões de quilômetros por hora. A estrela principal e maior, a Eta Carinae A, tem aproximadamente 100 massas solares e é 5 milhões de vezes mais luminosa do que o Sol.

A secundária, a Eta Carinae B, é dois terços menor e 10 vezes menos brilhante do que a irmã maior. “As atuais observações permitiram mapear a zona de colisão de ventos e demonstram que entendemos os parâmetros básicos do sistema binário”, comenta Augusto Damineli, astrofísico da Universidade de São Paulo (USP), um dos três brasileiros que participaram do trabalho. A Eta Carinae se encontra envolta por uma densa nuvem de gás e poeira, no formato de dois lóbulos, denominada Homúnculo. Essa particularidade dificulta ainda mais a sua observação. As novas imagens do sistema foram obtidas pelo interferômetro do telescópio VLT do Observatório Europeu do Sul (ESO).
Fonte: Pesquisa Fapesp

quarta-feira, 23 de novembro de 2016

Hubble observa a galáxia anã Irregular NGC 4789A

Essa imagem do Hubble mostra a NGC 4789A, uma galáxia anã irregular, localizado na constelação da Coma Berenices. Ela certamente faz jus ao nome da constelação onde se localiza, as estrelas que abrigam essa galáxia estão espalhadas pelo céu numa aparente desordem e irregularidade, dando para a NGC 4789A uma aparência muito mais sútil é abstrata do que as galáxias espirais e elípticas. Essas estrelas parecem ter sido jogadas de forma aleatória no céu, mas por incrível que possa parecer todas estão unidas pela gravidade. As cores nessa imagem foram exageradas de propósito para enfatizar a mistura de estrelas azuis e vermelhas. As estrelas azuis são brilhantes, quentes e massivas que se formaram relativamente recentemente, enquanto que as estrelas vermelhas são muito mais velhas. A presença de ambas as estrelas nos diz que o processo de formação de estrelas nessa galáxia aconteceu durante o tempo. Localizado a 14 milhões de anos-luz de distância da Terra, a NGC 4789A é considerada uma galáxia relativamente próxima, permitindo que se possa ver estrelas individuais dentro de seus limites. Essa imagem também revela numerosas outras galáxias muito mais distantes, que aparecem como formas difusas na imagem.
Fonte: https://www.nasa.gov

Missão de desvio de asteroides envolverá cinco naves

Além da nave-mãe e do módulo de pouso, a missão contará com uma sonda de impacto e dois nanossatélites, que tentarão filmar tudo de perto.[Imagem: ESA - ScienceOffice]


Cinco naves contra dois asteroides
A ESA (Agência Espacial Europeia) anunciou estar entrando na etapa final de avaliação da sua Missão Impacto a um Asteroide, ou AIM (Asteroid Impact Mission).  A missão AIM voará junto com a missão DART (sigla em inglês para Teste de Redirecionamento de Duplo Asteroide), da NASA. O alvo de ambas é o sistema duplo Dídimo, um binário, com dois asteroides girando um em torno do outro - o asteroide primário tem cerca de 800 metros de diâmetro, enquanto o satélite tem cerca de 150 metros. Enquanto a DART atinge o menor dos dois asteroides, a sonda AIM será responsável por coletar todos os dados técnicos necessários para validar os modelos de um impacto para desviar um asteroide de sua rota.

Além disso, dois nanossatélites (cubesats) serão enviados para observações complementares e mais arriscadas, bem mais próximas do asteroide, e um módulo de pouso, a microssonda Mascot-2, descerá na pequena lua Dídimo para examinar a sua estrutura interior. Não há muito tempo disponível para a preparação da missão porque os asteroides continuam vindo em direção à Terra, para uma passagem sem risco de choque em 2022. Só na Europa, mais de 40 empresas de 15 países estão envolvidas na fabricação dos diversos sistemas da missão. Nos EUA, a construção do módulo de impacto está sendo coordenado pelo Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins.

Pouso e observação
Para observar os asteroides, a missão usará a mesma câmera que a sonda Dawn, da NASA, está usando para observar o planeta anão Ceres. Mas o sistema está sendo testado com os dados da sonda Rosetta, que orbitou um cometa durante mais de um ano.  Não há dois asteroides exatamente iguais, e na verdade os asteroides Dídimos estão realmente muito distantes para que os astrônomos saibam suas características superficiais precisas. Mas essas imagens da Rosetta oferecem um análogo útil para testar a precisão de navegação que precisaremos para manobrar rumo ao nosso alvo, a 'lua Dídimo', e, finalmente, liberar a Mascot-2 na sua superfície, com alguns centímetros por segundo de precisão," explicou Michael Kueppers, chefe do projeto AIM. A ESA também está trabalhando com as empresas que apresentaram os melhores projetos de nanossatélites para voar a bordo da AIM.

Filmar o impacto
Uma missão multiveículos - nave-mãe, sonda de pouso, sonda de impacto e nanossatélites - no espaço profundo é algo pioneiro na exploração espacial. A AIM também demonstrará uma tecnologia inovadora que permitirá que a sonda navegue autonomamente em torno do asteroide, como uma nave espacial autodirigida, sem necessidade de receber comandos da Terra. O objetivo é que esse conceito de autonavegação possa ser aplicado em futuras naves espaciais destinadas a explorar corpos celestes mais distantes da Terra.
Fonte: Inovação Tecnológica