17 de nov de 2011

LHC revela indícios de uma nova física


O LHCb é um experimento particularmente adequado para examinar o que é chamado de "violação de carga-paridade".[Imagem: CERN]
 
Nova física - Cientistas do LHC (Large Hadron Collider) apresentaram nesta segunda-feira o que pode ser o primeiro indício de uma "nova física" - fenômenos além da nossa compreensão atual do Universo, o que exigirá a elaboração de novas teorias da física. Partículas chamadas mésons-D parecem decair de uma forma ligeiramente diferente de suas antipartículas, segundo relatou o físico Matthew Charles, do experimento LHCb, um dos grandes detectores do LHC. O resultado pode ajudar a explicar porque vemos muito mais matéria do que antimatéria no Universo.
 
A equipe salienta que uma análise mais aprofundada será necessária para sustentar o resultado - os dados para isso já foram em grande parte coletados, mas ainda não deu tempo para analisá-los. No momento, eles estão reivindicando uma certeza estatística de "3,5 sigmas" - sugerindo que há uma chance menor do que 0,05% de que o resultado que eles observaram deve-se ao acaso. É necessário chegar a 5 sigmas para que o resultado seja aceito como uma descoberta.
 
Violação de carga-paridade - O LHCb é um experimento particularmente adequado para examinar o que é chamado de "violação de carga-paridade" - pequenas diferenças de comportamento se uma dada partícula é trocada por sua equivalente de antimatéria (mudando sua carga) e girada em torno de um dos seus eixos (mudando sua paridade). Nossa melhor compreensão da física até agora, o chamado Modelo Padrão, sugere que as complicadas cascatas de decaimento dos mésons-D em outras partículas deve ser quase a mesma - com uma variação menor do que 0,1% - apresentada por uma cadeia similar de decaimento de antimatéria. Mas a equipe do LHCb encontrou uma diferença de cerca de 0,8% - uma diferença significativa que, se for verdade, poderá anunciar a primeira "nova física" encontrada no LHC.
 
Identificar tal diferença no comportamento das partículas de matéria e antimatéria também pode finalmente ajudar a explicar porque o nosso Universo é esmagadoramente feito de matéria.  "Certamente este tipo de efeito, uma nova fonte de violação de CP, pode ser uma manifestação da física que estabelece a assimetria matéria-antimatéria," explicou o Dr. Matthew Charles, que apresentou os resultados. No entanto, ele salientou que existem "muitos passos na cadeia" entre confirmar o resultado experimental e resolver a teoria para acomodá-lo. "Este resultado é uma dica de algo interessante, e, se ele se confirmar, isso significará que, no mínimo, a nossa atual compreensão teórica precisa melhorar," afirmou. "É exatamente o tipo de coisa para a qual o LHC foi construído."

Os sigmas de uma descoberta em física - A física das partículas tem uma definição para uma "descoberta": um nível de certeza de cinco sigmas. O número de desvios-padrão, ou sigmas, é uma medida de quão improvável é que um resultado experimental deva-se simplesmente ao acaso, em vez de um efeito real. O nível três sigmas representa a mesma probabilidade de jogar uma moeda e obter oito caras ou oito coroas em sequência. Cinco sigmas, por outro lado, corresponderia a lançar a moeda mais de 20 vezes e obter sempre o mesmo resultado. É altamente improvável que um resultado de cinco sigmas aconteça por acaso, e, assim, um resultado experimental cinco sigma torna-se uma descoberta aceita pela comunidade científica.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Chuva de meteoros Leônidas é vista da Terra hoje

Conforme a Terra se move ao redor do sol em sua órbita anual, passa através de detritos espaciais deixados para trás por cometas e asteroides. Caminhando por estas nuvens de poeira e areia do tamanho de partículas, a Terra as “varre”, e elas são aquecidas até a candescência pelo atrito com a atmosfera do planeta, causando riscos de luz brilhantes no céu noturno, conhecidos pelos cientistas como meteoros – e por nós como estrelas cadentes. Quando a Terra passa através de uma nuvem de escombros, às vezes produz exibições conhecidas como chuvas de meteoros. Uma chuva de meteoro anual famosa conhecida como Leônidas deve atingir seu pico hoje a noite (17). Ao contrário de pancadas de chuva, chuvas de meteoros não são concentradas. Normalmente, significam ver 10 ou 20 meteoros por hora. Na maioria das vezes, Leônidas são chuvas bastante calmas, mas a cada 33 anos, são conhecidas como tempestades de meteoros. A última ocorreu em 1999, quando mais de mil meteoros por hora foram observados. A maioria das chuvas são bastante fracas, já que a poluição de luz, seja artificial (luzes da cidade) ou natural (da lua) pode seriamente diminuir o número de meteoros vistos. A nuvem de partículas que causa a chuva de meteoros Leônidas é tipicamente irregular, por isso às vezes a Terra pode passar incólume através da nuvem, com muito poucos meteoros sendo observados, e outras vezes temos sorte e vemos uma maior concentração de meteoroides. Esse ano não deve ser uma grande exibição, mas vale sempre a pena assistir. Teremos que lidar com uma lua brilhante, cuja luz pode obscurecer alguns dos meteoros. Também temos tempo ruim. O pico da chuva está previsto para meia noite entre 17 e 18 de novembro. O ponto de que os meteoros parecem fluir é um pouco acima Marte. Curiosamente, esta não é a melhor direção para se observar meteoros.

Confira algumas dicas para obter a melhor visão possível de Leônidas:

•Encontre um local longe das luzes da cidade, e vá para lá depois da meia-noite. Agasalhe-se e fique confortável. Olhe no alto do céu, seja para o norte ou sul. Dê a seus olhos um tempo suficiente, 15 ou 20 minutos, para se adaptar ao escuro.
•Evite olhar diretamente para a lua, pois isso arruina a sua adaptação ao escuro;
•Seja paciente. Você pode assistir o céu por meia hora sem ver um único meteoro. E então de repente você pode ver dois ou três em uma fileira;
•A chuva não é uma queima de fogos. A maioria dos meteoros se move rápido e de forma nebulosa. Chuvas de meteoros são coisas sutis. Os meteoros que você vê são todos eventos únicos. Eles são restos do cometa Tempel-Tuttle, visto pela primeira vez 645 anos atrás, no ano de 1366;
•Tente fotografar os meteoros. Tudo o que é necessário é um céu escuro e uma câmera solidamente montada capaz de longas exposições de tempo. Exposições de cinco ou dez minutos são as melhores opções. As estrelas terão trilhas curvadas por causa da rotação da Terra. Tentar apontar sua câmera para que a lua seja bloqueada por um objeto em primeiro plano, para evitar a superexposição
[MSN]

Química galáctica revela composição e idade das estrelas


As nebulosas, conhecidas como berços de estrelas, têm também fenômenos ainda não totalmente elucidados, como uma estranha erupção de raios gama detectada na Nebulosa do Caranguejo.[Imagem: NASA]
Química das galáxias
Assim como o vento sopra a poeira na Terra, os ventos estelares sopram matéria para fora das estrelas ao longo da vida desses astros. O vento estelar interessa aos astrônomos porque é um fenômeno preliminar do que vai ocorrer no fim da vida da estrela. Esse vai-e-vem dos elementos no meio interestelar compõe uma área de estudos conhecida como evolução química das galáxias. Esse estudo, de como os elementos químicos mudam com o tempo e com a posição dentro das galáxias, é o tema de interesse de um grupo de pesquisadores brasileiros, coordenado pelo professor Walter Maciel, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP. O foco do projeto são as estrelas centrais das nebulosas planetárias.  "As mudanças vão depender da evolução com o tempo. Então, precisamos saber qual é a idade delas. Estamos calculando as variações da composição química, mas precisamos saber a que época da vida da galáxia elas se aplicam", disse Maciel.  "A composição química atual da Via Láctea é diferente de 5 bilhões ou de 10 bilhões de anos atrás. Precisamos estudar objetos que tenham idades correspondentes a cada uma das fases da vida da galáxia e, para isso, é preciso calcular as idades de cada objeto em estudo", explicou.
 
Ventos estelares - As estrelas centrais de nebulosas planetárias estudadas pelo grupo do IAG são fases muito evoluídas da vida de estrelas como o Sol. Ao observar essas estrelas, os pesquisadores obtêm informações que ajudam a testar e aperfeiçoar modelos de evolução e de estrutura de estrelas já descritos pela ciência. "Elas já perderam todo o 'envelope', isto é, a nebulosa planetária que estava ao redor delas. O que mostram agora em sua superfície é a composição química que antes ficava dentro da estrela, algo que não conseguimos enxergar", explica Graziela Keller. O trabalho de Graziela consiste em descobrir a composição química dos ventos estelares e qual a influência dessa composição no processo de perda de material estelar. A perda de material por meio dos ventos estelares se relaciona com a luminosidade das estrelas e, basicamente, é a decomposição da luz, por meio de espectroscopia, que conta do que uma estrela é feita. Com isso, os cientistas calculam a metalicidade, ou seja, quais os elementos químicos a formam e em que quantidade. Esses dados podem ser usados para estimar a idade das estrelas. Uma hipótese científica para explicar os ventos é a pressão de radiação: a luz gera uma pressão, empurrando o material das camadas mais externas da estrela. "Dependendo do elemento químico que estiver naquele material, a luz vai empurrar menos ou mais vento. Se soubermos quais são os elementos químicos presentes, podemos dizer se um modelo é capaz de gerar ou não a perda de massa que a gente observa", disse Graziela.

Modelos de estrelas - Para estudar os ventos, Graziela utilizou códigos de atmosferas estelares desenvolvidos por outros cientistas durante vários anos de estudo. Ela passou um ano na Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, para aprender a usar um programa computacional chamado CMFGEN, que a ajudou a fazer cálculos e determinar as características físicas de estrelas centrais de nebulosas planetárias. "Esses códigos simulam o que estamos observando. Damos todas as características da estrela e o código nos devolve o espectro da estrela, ou seja, a divisão da luz nas diversas cores", explicou Graziela. Comparando os espectros devolvidos pelos códigos com o espectro observado, é possível determinar a massa da estrela, sua gravidade superficial, temperatura, luminosidade, taxa de perda de massa, a velocidade do vento e a composição química. "Se pudermos saber quais são os elementos químicos presentes na superfície dessas estrelas, poderemos determinar quais mecanismos de perda de massa são capazes de acelerar o que a gente observa", disse.

Aceleração do vento - Graziela estudou também as instabilidades causadas pelo mecanismo de aceleração do vento. A força que empurra o vento é proporcional à aceleração desse vento. Quanto mais rápido o vento, maior a força que o empurra e vice-versa. Esse processo aumenta a velocidade até criar choques no vento, o que provoca as chamadas inomogeneidades - característica de um corpo que não tem as mesmas propriedades em todos os pontos. No caso do vento, a movimentação gera regiões mais rarefeitas intercaladas com regiões mais densas. Essas inomogeneidades impactam no que se observa da estrela.
A estrela de maior massa que se conhece chamada pelos cientistas, na falta de hiperlativos, de "estrela hipergigante", está no meio de uma nebulosa. [Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Para estudar esse aspecto dos ventos estelares, Graziela utilizou outro tipo de código computacional, o H-DUST, desenvolvido pelo pesquisador Alex Carciofi, também do IAG-USP. Ele serve para simular o que ocorre com a luz da estrela quando ela passa pela atmosfera da estrela, mas é tridimensional. Esses dados poderão ser comparados com os gerados pelo código CMFGEN usado por ela nos Estados Unidos, mostrando se o que ela adotou como inomogeneidade dos ventos na primeira parte de seu doutorado está próximo da previsão mostrada pelo sistema tridimensional do código de Carciofi.

Idade das estrelas - O projeto coordenado pelo professor Maciel desenvolveu também dois novos modelos para calcular a idade de estrelas localizadas no centro de nebulosas. A equipe já havia desenvolvido três métodos, cujos resultados foram publicados no início de 2010 na revista Astronomy and Astrophysics. Inicialmente, eles analisaram uma amostra de 230 nebulosas entre as cerca de 2 mil nebulosas planetárias existentes na Via Láctea. Agora, no estudo Kinematic Ages of The Central Stars of Planetary Nebulae, publicado na edição impressa de outubro da Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica, o grupo apresenta os resultados da aplicação dos métodos cinemáticos que desenvolveram para calcular a idade das estrelas.  "Pelo método cinemático, podemos calcular as idades com base em seus movimentos. As estrelas jovens em nossa galáxia giram em torno do centro da galáxia, mas não se movem muito na direção perpendicular. Com as estrelas mais velhas é o contrário: a velocidade maior se dá na direção perpendicular e menor na direção da rotação. Além disso, as velocidades das estrelas variam com o tempo de uma maneira conhecida", explicou Maciel. Os pesquisadores calcularam as idades para duas amostras, uma com 230 estrelas, montada pela própria equipe do IAG-USP, e outra de 900 estrelas de um catálogo internacional. Além de desenvolver os novos métodos, o objetivo dessa fase do estudo foi ampliar a amostra em relação ao trabalho já feito para comprovar a robustez do método desenvolvido pelos pesquisadores. Assim como no primeiro estudo publicado em 2010, nesse segundo, usando amostras e métodos diferentes, os cientistas chegaram à conclusão de que a maior parte das estrelas centrais das nebulosas planetárias estudadas têm idades abaixo de 3 bilhões de anos. O Sol tem cerca de 4,5 bilhões de anos.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

Pesquisa Descobre Reservatório de Água Milhares de Vezes Maior Que Os Oceanos da Terra Ao Redor da Estrela TW Hydrae

A estrela TW Hydrae, localizada a aproximadamente 150 anos-luz da Terra, tem somente 10 milhões de anos de vida, e está atualmente no estágio de formação de planetas. Pelo fato da TW Hydrae estar relativamente próxima e ser relativamente brilhante e pelo fato de rodar com o seu polo apontado diretamente na direção da Terra, os cientistas podem ver o disco de material da estrela quase que de frente para assim poder estudar o que está acontecendo. Um quebra-cabeça extraordinário é como planetas rochosos como a Terra podem ter capturado água. A maior parte dos cenários propostos argumenta que a água na Terra chegou posteriormente via cometas provenientes do Sistema Solar externo. Desse modo um foco da astronomia recente é estudar a composição das partes externas do jovem disco estelar. O astrônomo do CfA Gary Melnick um especialista em água no espaço, juntou-se a uma equipe de colegas para usar o novo Observatório Espacial Herschel para observar traços de água ao redor da TW Hydrae. Com um artigo publicado na edição de 21 de Outubro de 2011 da revista Science, que é mostrado abaixo, a equipe relata a descoberta de evidências convincentes para que exista um reservatório de gelo no disco da estrela – com quantidades inferidas de gelo de água alguns milhares de vezes maio do que a quantidade presente nos oceanos da Terra. Além disso, eles descobriram a partir de detalhes da química do gelo que provavelmente o gelo veio de uma mistura distribuída através do sistema. Os resultados emprestam assim apoio convincente para o atual cenário sobre a origem dos oceanos da Terra.
Fonte: http://cienctec.com.br/wordpress/?p=21687

Os Aglomerados das Plêiades e das Hyades

Créditos e Direitos Autorais: Rogelio Bernal Andreo
A cena cósmica reproduzida acima se estica por quase 20 graus através da gentil constelação do Leão. A cena acima começa nas Plêiades e termina nas Hyades, dois dos mais bem conhecidos aglomerados estelares que podem ser vistos nos céus do planeta da Terra. À esquerda está o amável aglomerado estelar das Plêiades que se localiza a aproximadamente 400 anos-luz de distância da Terra. Na sua visão mais familiar, esse aglomerado brilha através de nuvens empoeiradas que espalham a luz azul das estrelas. À direita, a forma em V das Hyades mostra que esse aglomerado é mais espalhado se comparado com a forma compacta das Plêiades, além de se localizar muito mais perto, a apenas 150 anos-luz de distância da Terra. O aglomerado das Hyades parece estar ancorado pela brilhante estrela gigante vermelha Aldebaran que aparece no céu com seu brilho característico amarelado. Mas a estrela Aldebaran localiza-se a somente 65 anos-luz de distância da Terra, mas por uma coincidência a estrela parece estar alinhada com as Hyades. Nuvens de poeira apagadas são encontradas perto da borda da chamada Nuvem Molecular de Touro e também são evidentes nesse mosaico construído a partir de 12 imagens. O vasto campo de visão acima também inclui a jovem estrela T Tauri e a nebulosa variável de Hind localizada a aproximadamente 4 graus à esquerda de Aldebaran no céu. A imagem abaixo é também uma paisagem celeste bem vasta e mostra de forma anotada as principais características dessa interessante região do céu.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap111117.html
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