7 de mar de 2012

Do que o universo é feito?

Imagine que você queira determinar a massa de uma casa e seu conteúdo. Você escolhe a casa e define uma escala enorme. Digamos que, após medir, você tenha descoberto que a massa total gira em torno de 45.000 kg. Agora imagine que você queira ver quanto cada item da casa contribui para a massa total da mesma. Você remove um item de cada vez e o insere na escala. Você pode até mesmo eliminar todo o ar para medir o total de sua massa. Agora digamos que a massa dos objetos individuais, incluindo o piso, parede e telhado da casa, totaliza cerca de 2.200 kg.

 O que você pensaria? Como você explicaria essa discrepância nas massas? Você concluiria que há algum material que não esteja sendo visto na casa que a torna tão pesada? Nos últimos 40 anos, esse é exatamente o dilema que os astrônomos têm enfrentado ao tentarem determinar os blocos de construção do universo. Antes disso, eles acreditavam que o universo continha matéria normal – tudo o que você pode ver. Ao longo do cosmos há bilhões de galáxias e cada uma delas possui bilhões de estrelas. Ao redor de algumas dessas estrelas, planetas e suas luas traçam órbitas elípticas.

E entre esses grandes e esféricos corpos, repousam objetos de forma irregular, variando em tamanho de enormes asteróides e meteoros a pequenas partículas que não são maiores do que um grão de areia. Os astrônomos classificam tudo isso como matéria bariônica, e eles (e nós) sabemos que a unidade mais fundamental é o átomo, que por sua vez é composto de partículas subatômicas menores, como os prótons, nêutrons e elétrons. Por volta dos anos 1970 os astrônomos começaram a coletar evidências que os fez suspeitarem de que havia mais no universo do que nossos olhos poderiam ver. Uma das maiores pistas veio quando os cientistas tentaram determinar a massa das galáxias.

 Eles fizeram isso medindo a aceleração das nuvens que orbitavam ao redor de uma galáxia, o que os permitiu calcular a massa necessária para causar tal aceleração. O que eles descobriram foi surpreendente: a massa por trás da aceleração orbital das nuvens de uma galáxia era cinco vezes maior do que a massa que você poderia ver – estrela e gás – espalhados pela galáxia. Eles concluíram que deveria haver algum material não visível circundando a galáxia. Eles chamaram esse material de matéria escura, tomando emprestado esse termo que foi usado pela primeira vez pelo astrofísico Fritz Zwicky, nos anos 1930.
Vinte anos depois, os cientistas notaram que as supernovas tipo Ia – estrelas moribundas que têm o mesmo brilho intrínseco – estavam mais longe de nossa galáxia do que deveriam estar. Para explicar essa observação, eles sugeriram que a expansão do universo está acelerando. Isso foi perplexo porque a gravidade própria da matéria escura deveria ter sido forte o suficiente para conter tal expansão rápida. Havia algum outro material, algo com um efeito antigravidade, causado a rápida expansão do universo? Os astrônomos acreditavam que sim, e eles chamaram esse material de energia escura. 

Por uma década, cosmólogos e físicos teóricos debateram a existência da matéria e energia escura. Então, em junho de 2001, a NASA lançou a sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, ou WMAP. O instrumento tirou a fotografia mais detalhada até então sobre a radiação cósmica – a radiação remanescente do Big Bang. Isso permitiu aos astrônomos medirem, com bastante precisão, a densidade e composição do universo. Aqui está o que a WMAP determinou: a matéria bariônica representa apenas 4,6% do universo.

A matéria escura representa 23%. E a energia escura ocupa todo o restante – 72% É claro que medir as proporções relativas de tudo o que compõe o universo é apenas o começo. Agora os cientistas esperam identificar o que constitui a matéria escura. Eles acreditam que as anãs marrons são candidatas plausíveis. Esses objetos não luminosos têm uma gravidade intensa que afeta objetos vizinhos e que, por conseqüência, podem fornecer pistas de sua existência e localização. Buracos negros supermassivos também poderiam explicar a matéria escura no universo.

 Os astrônomos especulam que esses buracos cósmicos podem energizar quasares distantes e podem ser muito mais abundantes do que imaginamos. Por fim, a matéria escura pode consistir de um tipo de partícula ainda não descrita. Essas pequenos pedaços de matéria poderiam existir em algum lugar nas profundezas de um átomo e podem ser identificados em um acelerador de partículas, como o Grande Colisor de Hádrons. Solucionar esse mistério é uma das maiores prioridades da ciência. Até que essa solução venha, temos de viver com a ideia de que a "casa" que estamos tentando pesar por anos é mais pesada do que esperávamos e, mais complicada – indo além da nossa compreensão.
Fonte: http://ciencia.hsw.uol.com.br/

Alinhamento raro do Sol e da Lua precedeu naufrágio do Titanic

Fenômeno pode ter elevado marés e colaborado para a abundância de icebergs na rota da embarcação
A colisão do Titanic com um iceberg em 1912 pode ter sido consequência de um raro alinhamento do Sol e da Lua ocorrido mais de quatro meses antes, segundo um artigo publicado na edição de abril da revista "Sky & Telescope".  Aproveitando a renovada fascinação em torno do naufrágio do transatlântico, pela proximidade do centenário do acidente no qual morreram aproximadamente 1,5 mil pessoas, os astrônomos da Universidade Estadual do Texas Donald Olson e Russell Doescher explicaram sua hipótese sobre a abundância de icebergs na rota da embarcação. Na noite do dia 14 de abril de 1912, o navio, que segundo a publicidade da época "nem Deus era capaz de afundar", bateu em um iceberg e naufragou. Outras embarcações que responderam aos chamados de socorro encontraram na região do Atlântico Norte uma abundância incomum de icebergs.  Junto com a proliferação de reportagens, romances e filmes que transformaram o afundamento do Titanic no "acidente do século 20", se multiplicaram por décadas as perguntas sobre a existência de um número de icebergs superior ao habitual na área. Os astrônomos partiram do trabalho do oceanógrafo Fergus J. Wood, da Califórnia, um estudioso das marés que sugeriu que uma aproximação rara da Lua à Terra, ocorrida em 4 de janeiro de 1912, pode ter contribuído para marés também mais altas do que o normal. Olson e Doescher descobriram que nessa data também ocorreu um acontecimento pouco comum: a Lua e o Sol se alinharam de uma maneira que fez com que sua atração gravitacional se reforçasse mutuamente, formando o que é conhecido como maré de sizígia. Além disso, a proximidade da Lua foi a maior registrada em cerca de 1.400 anos e ocorreu dentro dos seis minutos de uma lua cheia. Já a aproximação máxima do Sol havia ocorrido no dia anterior.  "Foi a maior aproximação da Lua à Terra em mais de 1.400 anos e esta configuração maximizou as forças lunares que levantam as marés nos oceanos da Terra", disse Olson. Inicialmente, os pesquisadores procuraram determinar se marés mais cheias tinham aumentado os desprendimentos de icebergs na Groenlândia, que é o local de origem da maioria dos icebergs dessa região atlântica. Mas logo se deram conta que, para chegar à rota de navegação do Titanic por volta de abril, os icebergs desprendidos das geleiras da Groenlândia em janeiro deveriam ter se deslocado muito rápido e em sentido contrário às correntes. No entanto, segundo o depoimento das tripulações dos outros navios que responderam ao chamado do Titanic, havia muitos icebergs na área, tantos que pelo resto da temporada de 1912 as rotas de navegação foram desviadas para o sul. A resposta à questão sobre a procedência de tantos icebergs na região está nos icebergs encalhados e à deriva. À medida que os icebergs desprendidos da Groenlândia se movimentam para o sul, muitos ficam encalhados nas águas menos profundas do litoral de Terra Nova e Labrador (Canadá). Normalmente, os icebergs ficam ali e não conseguem se movimentar até que derretam o suficiente para voltar a flutuar, ou até que uma maré alta os libere. Assim, os astrônomos do Texas levantaram a hipótese de as marés mais elevadas do que o normal de janeiro de 1912 terem desencalhado estes icebergs, que se deslocaram rumo ao sul pelas correntes oceânicas e em direção às rotas de navegação.
Fonte: ESTADÃO

Conjunção Planetária Sobre as Ilhas Reunião

Créditos de Imagem e Direitos Autorais: Luc Perrot
Você não precisa estar nas Ilhas Reunião para ver essa conjunção planetária, a não ser que você queira ver além da conjunção dos planetas essa bela paisagem à beira mar. Para ver a conjunção de qualquer lugar no planeta olhe para o lado oeste do horizonte depois do pôr-do-Sol. O primeiro planeta que você notará é Vênus, o objeto mais brilhante da parte oeste do céu. Acima de Vênus estará o segundo objeto mais brilhante, Júpiter. O planeta mais difícil de notar é Mercúrio, que só é visível por um breve instante logo depois do pôr-do-Sol. Na imagem acima, em primeiro plano é possível ver as rochas que das Ilhas Reunião que levam ao Oceano Índico. A foto acima foi feita na semana passada, onde além dos planetas a Lua crescente também se juntou à bela conjunção planetária.

Um encontro de galáxias

Esta nova imagem obtida com o VLT Survey Telescope (VST) mostra uma enorme variedade de galáxias em interação no jovem enxame de galáxias de Hércules. Créditos: ESO/INAF-VST/OmegaCAM. Acknowledgement: OmegaCen/Astro-WISE/Kapteyn Institute
 
O VLT Survey Telescope (VST), instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile, obteve imagens de um conjunto de galáxias em interação no enxame de galáxias de Hércules. A nitidez da nova imagem e as centenas de galáxias obtidas com grande detalhe em menos de três horas de observação, mostram bem a grande capacidade do VST, e da sua enorme câmara OmegaCAM, para explorar o Universo próximo. O enxame de galáxias de Hércules (também conhecido como Abell 2151) situa-se a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância na constelação de Hércules. Este enxame é claramente diferente de outras associações de galáxias próximas. Para além de apresentar uma forma bastante irregular, o enxame contém uma grande variedade de tipos de galáxias, em particular galáxias espirais jovens que se encontram a formar estrelas, não se observando nenhuma galáxia elíptica gigante. A nova imagem foi tirada com o VST, o mais recente telescópio instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile (eso1119). O VST é um telescópio de rastreio, equipado com uma câmara de 268 milhões de pixels, a OmegaCAM, que captura imagens de grandes áreas do céu.
 
Estes detalhes retirados da nova imagem do jovem enxame de galáxias de Hércules, obtida com o VLT Survey Telescope (VST) e a câmara OmegaCAM, mostram uma grande variedade de galáxias em interação. As numerosas interações e o grande número de galáxias espirais ricas em gás que se encontram a formar estrelas, fazem com que os membros do enxame de Hércules se pareçam com as galáxias jovens situadas no Universo mais distante.Créditos:ESO/INAF-VST/OmegaCAM. Acknowledgement: OmegaCen/Astro-WISE/Kapteyn Institute

Normalmente, apenas pequenos telescópios conseguem obter imagens de objetos tão grandes como este duma única vez, mas o VST de 2.6 metros não só possui um grande campo, como também tira todas as vantagens das excelentes condições de observação do Paranal, conseguindo assim obter muito rapidamente imagens que são simultaneamente muito nítidas e muito profundas. Por toda a imagem podemos observar pares de galáxias aproximando-se muito umas das outras. Este processo originará a fusão das galáxias numa só galáxia maior. As numerosas interações e o grande número de galáxias em espiral ricas em gás que se encontram a formar estrelas, fazem com que os membros do enxame de galáxias de Hércules se pareçam com as galáxias jovens do Universo mais longínquo. Devido a esta semelhança, os astrónomos pensam que este enxame de galáxias é um enxame relativamente jovem.

Trata-se dum emaranhado de galáxias, vibrante e dinâmico que, no futuro, se assemelhará aos enxames de galáxias mais velhos, típicos da nossa vizinhança galáctica. Os enxames de galáxias formam-se quando pequenos grupos de galáxias se juntam devido à força da gravidade. À medida que estes grupos se aproximam uns dos outros, o enxame torna-se mais compacto e de forma mais esférica. Ao mesmo tempo, as próprias galáxias aproximam-se entre si e começam a interagir. Mesmo que inicialmente as galáxias espirais predominem nestes grupos, as colisões galácticas levam a eventuais distorções das suas estruturas espirais e ao arrancamento de gás e poeira, o que trava a formação estelar. Por isso, a maioria das galáxias num enxame mais evoluído são elípticas ou irregulares. Uma ou duas galáxias elípticas gigantes, formadas a partir da fusão de várias galáxias mais pequenas e permeadas de estrelas velhas, costumam encontrar-se no centro destes enxames velhos.

Este mapa mostra a localização do enxame de galáxias de Hércules, na constelação de Hércules. O mapa mostra as estrelas visíveis a olho nu sob boas condições. A localização do enxame está indicada por um círculo vermelho. Apenas algumas das galáxias do enxame podem ser observadas por um telescópio amador de grandes dimensões como manchas muito ténues.Créditos:ESO

Pensa-se que o enxame de galáxias de Hércules é uma coleção de, pelo menos, três enxames ou grupos de galáxias mais pequenos, que se encontram neste momento a formar uma estrutura maior. Mais ainda, o próprio enxame está em fusão com outros enxames grandes, o que irá dar origem a um super-enxame de galáxias. Estas gigantescas coleções de enxames são algumas das maiores estruturas do Universo. O grande campo de visão e a qualidade de imagem da OmegaCAM, montada no VST, tornam este instrumento ideal no estudo das regiões periféricas dos enxames de galáxias, onde interações entre os enxames, interações essas que ainda não são bem compreendidas, se estão a processar. Esta imagem mostra não apenas as galáxias do enxame de galáxias de Hércules, mas também muitos objetos ténues e difusos no campo de fundo, que são galáxias muito mais afastadas. Em primeiro plano e muito mais próximo de nós, podem ver-se várias estrelas brilhantes da Via Láctea, observando-se igualmente alguns asteroides através dos curtos rastos que deixaram na imagem à medida que se deslocaram lentamente ao longo desta durante as exposições.



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