16 de ago de 2011

Observatório de neutrinos quer resolver mistérios da matéria e da antimatéria

Os detectores são instalados em grandes profundidades para não sofrerem influência dos raios cósmicos e de outras interferências atmosféricas ou produzidas pelo homem. [Imagem: Berkeley]

Mistério dos neutrinos

O observatório de neutrinos Daya Bay começou a coletar seus primeiros dados científicos. Fruto de uma colaboração entre os Estados Unidos e a China, o projeto inclui ainda instituições da Rússia, República Checa, Hong Kong e Taiwan. Alguns dos maiores mistérios da física atual envolvem os neutrinos, partículas subatômicas com uma massa tão pequena que um deles é capaz de atravessar um cubo de chumbo sólido, com 1 ano-luz de aresta, sem se chocar com um só átomo.

Como surgiu a matéria

Existem três tipos de neutrinos: neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau. Mas eles se misturam, mudando de um tipo para outro conforme viajam praticamente sem serem incomodados pela matéria. Esse processo de mixagem, ou oscilação, é descrito por três termos matemáticos conhecidos como ângulos de mistura. Os cientistas do Daya Bay estão à caça justamente do último e menos conhecido desses ângulos, chamado θ13 (lê-se "teta um três").  Ao desvendar o "mistério dos neutrinos oscilantes", os físicos acreditam que finalmente terão informações sobre como os elétrons e seus parentes próximos, múons e taus, nasceram logo depois do Big Bang. Conhecer o θ13 com precisão também poderá explicar porque há mais matéria do que antimatéria no universo - na verdade, poderá explicar porque é que existe matéria no universo.
Uma das piscinas contendo os detectores, antes de receber sua cobertura anti-raios cósmicos. [Imagem: Berkeley]

Antineutrinos

Os dados são coletados por oito enormes detectores subterrâneos, construídos nas montanhas do sudeste da China, próximos a um conjunto de seis reatores nucleares. Os reatores nucleares produzem grandes quantidades de antineutrinos - que, para efeitos práticos, são quase idênticos aos neutrinos. Os detectores ficam cheios com um líquido cintilador, repleto de tubos fotomultiplicadores e protegidos dos raios cósmicos e de outros ruídos de fundo. Eles detectam os antineutrinos pelos tênues flashes de luz azul que emitem ao interagirem. Essas interações são extremamente raras: apesar dos bilhões de antineutrinos produzidos pelos reatores nucleares, os cientistas acreditam que vão detectar cerca de 1.000 por dia nos detectores mais próximos aos reatores e menos de 100 nos detectores mais distantes.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/index.php

Estudo Revela Que Galáxias Elípticas Podem Ser Muito Mais Jovens do Que Se Pensava Anteriormente

O modelo padrão para a formação das galáxias elípticas é desafiado por novos resultados obtidos por uma equipe internacional de astrônomos que fazem parte do consórcio Atlas3D. Membros da equipe oriundos do CNRS, CEA, CFHT e do Observatório de Lyon publicaram um artigo no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society onde analisam os primeiros resultados do estudo feito com duas galáxias elípticas que exibem feições características de uma fusão recente, sugerindo assim que elas são cinco vezes mais jovens do que se pensava até então. A crença comum sobre a coleta de massa na história das galáxias elípticas massivas está baseada na população estelar que leva a uma idade entre 7 e 10 bilhões de anos de idade. Uma diferente história, porém, está tomando corpo com base em imagens ultra profundas de duas galáxias observadas com a câmera MegaCam montada no Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT, CNRC/CNRS/ Universidade do Havaí).
Os astrônomos do CNRS, CEA, CGHT e do Observatório de Lyon, todos membros do consórcio internacional Atlas3D estabeleceram que a formação das duas galáxias elípticas estudadas (NGC 680 e NGC 5557) originaram da fusão de duas galáxias espirais gigantes que ocorreram entre 1 e 3 bilhões de anos atrás. Essa estimativa de idades é baseada na presença de filamentos ultra apagados nas regiões distantes das galáxias. Essas feições, chamadas de correntes gravitacionais no jargão astronômico são resíduos típicos que aparecem após a fusão entre galáxias. Eles agora sabem que esse tipo de feição não pode sobreviver por mais de alguns bilhões de anos, então uma nova idade pode ser estimada a partir das galáxias resultantes elípticas. Essas estruturas foram detectadas pela primeira vez graças à grande resolução profunda e às capacidades da câmera óptica de campo vasto MegaCam do CFHT. A equipe do Atlas3D conduziu uma pesquisa simétrica usando mais de cem galáxias elípticas próximas. Se os atuais resultados baseados nessas primeiras duas galáxias forem confirmados na amostragem maior, ou seja, se for possível identificar com frequência feições estendidas, o modelo padrão para a formação das galáxias elípticas deverá ser revisado.
Fonte: Ciência e Tecnologia - http://cienctec.com.br/wordpress/?p=17025

Rugosidade da Superfície da Lua Com Imagem Feita Através da Banda-S de Radar

Radar é uma técnica de se obter imagens muito mais computacionalmente intensa do que o imageamento por si só, porém todo esse esforço extra tem sua compensação, as imagens de radar muitas vezes mostram feições que não são visíveis na luz visível. Imagens feitas na luz visível mostram a morfologia e a rugosidade da superfície em comprimentos de onda da luz na casa do mícron, mas o radar pode imagear comprimentos de ondas muito maiores, revelando assim rugosidades de larga escala e até mesmo feições presentes na subsuperfície. O gigantesco radar de Arecibo em Porto Rico envia intensos pulsos de energia para a Lua e recebe os feixes de radar refletidos no Observatório Green Bank localizado em West Virginia. Esse imageamento utilizando múltiplas antenas tem sido feito em comprimentos de onda de 70 cm e agora estão sendo repetidos em comprimentos de onda de 12.6 cm, a chamada banda-S. A primeira imagem da Lua feita com a banda-S do radar é mostrada abaixo, e foi feita do limbo oeste do nosso satélite. A imagem acima foi retirada dessa primeira imagem e mostra a região da cratera Glushko, a cratera jovem e brilhante com raios que anteriormente era conhecida como Olbers A. e ao final do post está o artigo técnico onde são dadas as explicações e onde são apresentadas em detalhes outras imagens também totalmente explicadas. A resolução de 80 metros é boa, mas com a sonda LRO nós conseguimos uma resolução muito maior atualmente. Porém, a imagem de radar fornece dados quantitativos sobre, por exemplo, a rugosidade da superfície da Lua. O anel interno e o material ejetado ao redor da cratera Glushko são brilhantes e rugosos como era esperado. Mas a surpresa mesmo é o material encontrado parecido com um fluxo com bordas muito bem definidas na parte norte da cratera. Esse provavelmente é um material derretido por impacto, que não é visível nas imagens da sonda LRO feitas com o Sol alto, mas que uma vez foi notado nas antigas imagens feitas pela sonda Lunar Orbiter IV. O lançamento dessas imagens da banda-S de radar que revelam a textura das feições nos permite buscar por depósitos de material derretido que talvez ninguém tivesse ainda notado na Lua.
Fonte: https://lpod.wikispaces.com/August+16%2C+2011

Grafenos Possivelmente Detectados No Eespaço

O Telescópio Espacial Spitzer da NASA avistou a assinatura de flocos de carbono, denominado grafeno, no espaço. Se confirmada, será a primeira detecção cósmica deste material -- que está arranjada numa estrutura cristalina hexagonal e com a espessura de apenas um átomo.
Concepção de artista do grafeno, C60 e C70 superimpostas numa imagem da nebulosa planetária da Hélice. Crédito: IAC/NASA/NOAO/ESA/STScI/NRAO
O grafeno foi sintetizado pela primeira vez num laboratório em 2004, e as pesquisas subsequentes acerca das suas propriedades únicas foram premiadas com o Nobel em 2010. É tão forte quanto fino, e conduz electricidade tão bem quanto o cobre. Há quem pense que é o "material do futuro", com aplicações em computadores, ecrãs de aparelhos eléctricos, painéis solares, e mais. O grafeno no espaço não resulta em computadores super-rápidos, mas os investigadores estão interessados em aprender mais sobre como é criado. Conhecer as reacções químicas que envolvem o carbono no espaço pode fornecer pistas sobre como a vida, rica em carbono, se desenvolveu cá na Terra. O Spitzer identificou sinais de grafeno em duas pequenas galáxias vizinhas, as Nuvens de Magalhães, especificamente no material expelido por estrelas moribundas, denominadas nebulosas planetárias. O telescópio infravermelho também avistou uma molécula relacionada, denominada C70, na mesma região - o que marca a primeira detecção deste químico fora da nossa Galáxia. O C70 e o grafeno pertencem à família dos fulerenos, ou C60. Estas esferas de carbono contêm 60 átomos de carbono arranjados como uma bola de futebol, e o seu nome deriva da sua semelhança com as cúpulas arquitectónicas de Buckminister Fuller. As moléculas de C70 contêm 70 átomos de carbono e têm uma forma mais alongada, como uma bola de rugby. Já se descobriram fulerenos em meteoritos, e recentemente conseguiu-se encapsular água neste fulerenos ao usar novas técnicas laboratoriais. Estes achados sugerem que os fulerenos podem ter ajudado a transportar materiais do espaço até à Terra há muito tempo atrás, possivelmente ajudando à formação de vida na Terra. O Spitzer detectou C60 e C70 pela primeira vez no espaço em Julho de 2010. Mais tarde detectou C60 -- equivalente em massa a 15 Luas -- na Pequena Nuvem de Magalhães. Este último resultado demonstrou que, ao contrário do que se pensava, os fulerenos e outras moléculas complexas podem formar-se em ambientes ricos em hidrogénio. De acordo com os astrónomos, o grafeno, o C60 e o C70 podem formar-se quando ondas de choque geradas por estrelas moribundas quebram grãos de carbono que contêm hidrogénio. A equipa que conduziu a pesquisa do Spitzer é liderada por Domingo Aníbal García-Hernández do Instituto de Astrofísica das Canárias, Espanha. Os resultados foram publicados na revista Astrophysical Journal Letters. García-Hernández é também o autor principal do estudo que usou o Spitzer para detectar enormes quantidades de C60 na Pequena Nuvem de Magalhães.

Escudo Contra Calor da Opportunity no Solo de Marte

Crédito de imagem: NASA / JPL / Cornell
Essa imagem feita em 2005, mostra a parte remanescente do escudo protetor de calor da sonda da NASA Mars Exploration Rover Opportunity, quebrado em dois pedaços, a parte principal, localizada à esquerda na imagem e a parte lateral que aparecer próxima do centro da imagem. O local de impacto do escudo protetor contra o calor é identificado pelo círculo de poeira vermelha na parte direita da imagem. Nessa imagem a sonda Opportunity está localizada a aproximadamente 20 metros de seu escudo protetor, que deu toda a segurança para a sonda robô enquanto ela era castigada pela atmosfera do planeta Marte, na sua chegada. Na parte mais a esquerda da imagem, está um meteorito que foi carinhosamente chamado de Rocha do Escudo de Calor, esse meteorito é observado enquanto que o Sol é refletido na cobertura térmica interna do escudo. A sonda gastou 36 Sols, ou seja, dias em Marte, investigando como as severas temperaturas enfrentadas na entrada no planeta afetaram o seu escudo protetor. A explicação mais óbvia para esse cenário é que o escudo protetor se inverteu uma vez que se chocou com o solo de Marte. Essa imagem tem uma cor aproximadamente natural da cena e foi adquirida por volta da 1:22 p.m. hora local do Sol no dia da Opportunity em Marte, número 324, 21 de Dezembro de 2004. A imagem é uma composição usando os filtros nos comprimentos de onda de 750, 530 e 430 nanômetros. A Opportunity já gastou mais de 2680 Sols, ou seja, dias marcianos explorando o planeta Marte.
Fonte: http://www.nasa.gov/multimedia

O Caso do Par de Quasares Formado A Partir da Colisão de Duas Galáxias

Imagem composta de Raios-X e comprimentos de onda ópticos do quasar binário conhecido como SDSS J1254+0846
A maior parte dos quasares são feixes de luz que retratam uma época em que o universo era mais quente e mais denso. Estranhamente, pode-se pensar, parecem existir mais quasares binários do que era esperado de se encontrar, devido ao fato do ambiente galáctico ser algo muito denso. Uma vez que um quasar tenha se formado, existe algo que dispare a formação de um outro quasar. Existem aproximadamente um milhão de quasares conhecidos, dos quais 200 são binários, reporta Paul Green da Universidade de Harvard – e essa é considerada uma grande abundância desse tipo de objeto dada a dificuldade que se tem de se separar os pares quando são observados.

O Observatório de Raios-X Chandra vem estudando sete desses pares com mais atenção, em busca da solução do mistério de por que tantos quasares parecem ser formados em pares. Nenhuma evidência até o momento foi encontrada para qualquer tipo de crescimento extra ou para uma quantidade muito alta de processos de fusão entre galáxias. Para adicionar mais complexidade a essa pesquisa, enquanto que em um ambiente de alta densidade, logicamente temos uma maior fusão de galáxias e então extensas emissões de raios-X, um ambiente de baixa densidade reduz a velocidade relativa das galáxias individuais permitindo mais tempo para a interação, caso duas galáxias se aproximem demais uma da outra.

O par de quasares favorito de Green, é o chamado de SDSS J1254+0846, ele está localizado a aproximadamente 4.6 bilhões de anos-luz da Terra mas os seus núcleos brilhantes estão separados por somente 70000 anos-luz. Imagens de alta resolução revelam grandes caudas geradas pelas enormes forças de marés, essas caudas surgem pois esse par é formado a partir da colisão entre duas galáxias que tem como uma de suas feições características o surgimento dessas caudas. O próximo passo ideal na pesquisa de Green, será apontar o Telescópio Espacial Hubble para essas distantes fontes de raios-X e tentar identificar mais objetos em fusão do que o Chandra tem encontrado, o que poderia explicar não somente a existência dos quasares binários mas também nos mostrar mais sobre as condições existentes no início do universo.
Créditos: Astro PT
http://astropt.org/blog/2011/08/15/o-caso-do-par-de-quasares-formado-a-partir-da-colisao-de-duas-galaxias/

Shapley 1: Uma Nebulosa Planetária Anelar

Créditos e direitos autorais : ESO
O que acontece quando uma estrela esgota todo o seu combustível nuclear? Para aquelas estrelas que possuem massa similar ao do nosso Sol, o seu centro condensa se transformando numa anã branca enquanto que as suas camadas atmosféricas externas são expelidas para o espaço e então aparecem como uma nebulosa planetária. A nebulosa planetária específica aqui mostrada e designada como Shapley 1 em homenagem ao famoso astrônomo Harlow Shapley, possui uma estrutura muito parecida com um anel anular. Embora algumas dessas nebulosas pareçam como planetas no céu, daí vem o nome de nebulosa planetária, elas na verdade circundam estrelas distantes fora do nosso Sistema Solar.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap110816.html
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