13 de mar de 2012

A estrutura do universo: a sua organização no espaço e no tempo

Galáxias, galáxias e mais galáxias: este é o universo em que vivemos
Há 400 anos, mais precisamente, em 1638, o astrônomo italiano Galileu Galilei (1564-1642) propôs, pela primeira vez na história da ciência, um método para se medir a velocidade da luz. O método é descrito em seu livro intitulado 'Discorsi e dimonstrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, attinenti alla meccanica e i movimenti locali', ou, resumidamente, 'Discurso das duas novas ciências, mecânica e cinemática'. Um assistente se posicionaria no alto de uma montanha, a alguns quilômetros, munido de uma lanterna coberta por um pano.

Par de galáxias ligadas gravitacionalmente. Elas estão a 280 milhões de anos-luz de nós. Esta imagem foi obtida em março de 1991, no Observatório do Pico dos Dias (OPD), localizado em Brazópolis, no sul de Minas Gerais. Foi utilizado um detector CCD de 0,2 Megapixel. As cores da imagem são artificiais. O nome de catálogo da galáxia maior é ESO-LV5100560. Ela é uma espiral, vista de topo, tipo morfológico Sb. A outra galáxia, ESO-LV5100550, é uma galáxia espiral barrada de tipo SBa, e é vista de perfil. Existem muitos pares de galáxias semelhantes a este.

Galileu, também munido de uma lanterna, nas mesmas condições, então, descobriria a sua lanterna, e o assistente, assim que percebesse a luz, descobriria a sua. Com o auxílio de um relógio de água, Galileu mediria o tempo transcorrido durante a viagem de ida e volta dos raios luminosos. De fato, Galileu realizou a experiência e constatou que o tempo era muito pequeno para ser medido. A sua conclusão foi simplesmente que 'se a luz não se propaga instantaneamente, ela é extraordinariamente rápida'. Hoje, sabemos que a luz viaja à incrível velocidade de 300.000 km em cada segundo! Não é de se estranhar que Galileu não tenha conseguido medir o intervalo de tempo desejado! Ele deveria ser capaz de medir cerca de centésimos de milésimos de segundo, para conseguir o seu objetivo. O que, mesmo hoje em dia, nào é uma tarefa fácil...A distância percorrida pela luz em um segundo é, portanto, muito grande. Ela corresponde quase à distância da Terra até a Lua. A luz precisa de 500 segundos para vir do Sol até a Terra, e de cerca de 5 horas para viajar do Sol até o remoto Plutão, que se localiza na periferia de nosso sistema planetário.


Grupo de galáxias denominado Quinteto de Stephan", nome dado em homenagem ao seu descobridor, o astrônomo francês Édouard Stephan (1837-1923). Este grupo localiza-se na constelação de Pégaso (Cavalo Alado). Existem até hoje controvérsias relativas à maior galáxia vista nesta imagem, quanto ao fato dela pertencer ou não ao grupo. Os partidários da teoria da cosmologia padrão acreditam que ela é uma galáxia bem mais próxima de nós, acidentalmente vista na direção do campo onde se localiza o restante do grupo, não sendo, em razão disto, parte do grupo. (Crédito: N.A.Sharp/NOAO/AURA/NSF)
A luz é então bastante útil para os nossos propósitos de investigar a estrutura do universo. O objetivo é conhecer um pouco sobre o tamanho do universo, tanto no espaço quanto no tempo. Quando vemos algo que está muito distante, também o vemos como era no passado. A Lua que vemos agora é a Lua de 1 segundo atrás. O Sol que brilha no céu é o Sol de 500 segundos atrás, e assim por diante. A organização do universo é revelada pela maneira como as galáxias se distribuem no espaço. A galáxia da Via Láctea, também chamada de Galáxia, é a nossa morada. É o local de onde observamos a estrutura do universo. A Galáxia faz parte de um pequeno conjunto de galáxias, ligadas gravitacionalmente umas às outras, que se distribui por um espaço de 3 milhões de anos-luz! O universo é realmente grande, ainda nem saímos de casa e já passamos dos segundos-luz para os milhões de anos-luz. A luz da galáxia mais remota em nossa vizinhança imediata partiu em nossa direção há pelo menos 2 milhões de anos.
Aglomerado de galáxias localizado na constelação de Hércules. Ele foi catalogado pelo astrônomo norte-americano George Abell (1927-1983), em 1958, com o número 2151, daí o seu nome Abell 2151. O catálogo de Abell possui 4.073 aglomerados. A área total desta imagem é cerca de metade da área ocupada pela lua cheia no céu. Este aglomerado possui dezenas de galáxias, a maioria delas do tipo espiral. Pouco acima do centro da imagem pode-se notar um par de galáxias espirais em interação gravitacional. Este aglomerado está localizado a centenas de milhões de anos-luz de nós, sendo relativamente próximo. (Crédito: Victor Andersen/Observatório Nacional de Kitt Peak, EUA)

As galáxias, de modo geral, se apresentam em pares, em pequenos e grandes grupos, de três a uma dezena de galáxias, e em enormes aglomerados, formados por centenas e até milhares de galáxias. As galáxias em um aglomerado se distribuem em regiões de 10 a 20 milhões de anos-luz de diâmetro. A hierarquia na distribuição das galáxias parece terminar nas dimensões dos superaglomerados. Mas pode ser também que isto seja apenas um reflexo de nossa incapacidade de observar mais longe, no espaço e no tempo. Ou, alternativamente, se o modelo padrão da cosmologia - a ciência do universo - estiver correto, ao vermos muito longe, estaremos nos aproximando de uma época cósmica - o tempo - em que as próprias galáxias ainda não existiam!

Argilas de Marte Podem Preservar Sinai de Vida

As lamas e argilas ideais para a preservação de registos fósseis são menos comuns nos lagos marcianos do que na Terra. Um novo estudo de 226 antigos leitos no Planeta Vermelha revela que apenas um terço mostram evidências de tais depósitos à superfície hoje em dia. Uma equipa de cientistas da Universidade de Brown, no estado americano de Rhode Island, estudou imagens da superfície de Marte obtidas pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, da sonda Mars Odyssey e da sonda Mars Express em busca de lagos que no passado já tiveram fluxos interiores e exteriores de água. Analisaram então a luz reflectida de cada lago para determinar a sua composição química, na esperança de identificar as lamas e argilas que se encontram em tais sistemas cá na Terra.

Localização de 226 antigos lagos espalhados pela superfície marciana, a norte e sul do equador. A região Nili Fossae, no círculo, contém um densidade invulgarmente alta de depósitos sedimentares, provavelmente provocados pelo elevado nível de erosão na área.
Crédito: Goudge, T.A., Head, J.W., Mustard, J.F. e Fassett, C.I./MOLA/NASA

Descobriram que apenas 79 dos leitos continham depósitos de minerais que apontam para argilas à superfície. Esta escassez pode ser o resultado da química da mistura de água marciana e do solo, ou pode ser outro sinal de que a água no Planeta Vermelho apenas esteve à superfície durante um breve período de tempo, dizem os cientistas. Se a vida se desenvolveu em Marte, os depósitos de argila e os sedimentos podem conter evidências da sua existência. Quando o Curiosity, o próximo rover da NASA, aterrar em Marte este Verão, vai procurar argilas e sedimentos na Cratera Gale por indícios de ambientes passados que podem ter suportado vida microbiana. 

"Os minerais nas argilas da Terra são bem conhecidos por preservar as assinaturas da vida," afirma Timothy Groudge, investigador principal do estudo. Dado que estes depósitos se formaram em grandes corpos de água, são particularmente promissores. "Na Terra, quase todos os lagos que conhecemos têm formas de vida a viver dentro dos sedimentos, ou no próprio lago. Dos possíveis candidatos, os lagos mostram grandes possibilidades." O estudo foi publicado na edição online da revista Icarus. A água que passa por cima dos grãos de mineral agita-os e mistura-os, alterando quimicamente a sua estrutura à medida que se movem.

Mas se a água apenas existiu por breves épocas, pode não ter tido tempo suficiente para a criação de grandes quantidades de argila. "Actualmente em Marte, há muita água gelada, mas muito pouca água à superfície como pensamos ter havido no passado," afirma Goudge. "Se os próprios lagos tiveram pouco tempo de vida, faz sentido que água líquida à superfície também não tivesse aí ficado durante muito tempo."  De acordo com a equipa, todos os lagos estudados passaram por alguma forma de ressurgimento desde que se tornaram inactivos há mais de 3,7 mil milhões de anos. A lava dos vulcões cobriu alguns dos leitos, e os glaciares gelados desceram dos pólos para esconder outros.

Nalguns casos, alguns desapareceram devido à erosão dos tempos, expondo os sedimentos argilosos.  Isto é particularmente aparente na região de Nili Fossae, onde sedimentos expostos em lagos são particularmente densos. A área sofreu erosão substancial, revelando crostas tão antigas quanto 4,1 mil milhões de anos, o que leva a equipa a favorecer o processo de escavar camadas e estudar os depósitos argilosos do passado. Esta hipótese é apenas experimental, mas poderia significar que muitos mais depósitos estão escondidos por baixo da superfície noutras partes de Marte, à espera de serem revelados. Tal como os seus homólogos expostos, as argilas enterradas podem conter registos do passado do planeta. E não estão limitados por tamanho. "A grande vantagem dos minerais argilosos é que conseguem preservar a assinatura de vida numa variedade de escalas diferentes," conclui Goudge.

O Grupo de Galáxias M81 Visto Através da Nebulosa de Fluxo Integrado

Créditos e direitos autorais : Nicolás Villegas
Grandes galáxias e nebulosas apagadas se destacam nessa imagem profunda do Grupo de Galáxias M81. Em primeiro plano e em maior destaque na imagem de grande angular de 12 horas de exposição está a grande galáxia espiral M81, a maior e mais destacada galáxia visível na imagem. A M81 está em interação gravitacional com a M82, localizada um pouco abaixo, uma grande galáxia com um incomum halo de filamentos de gás brilhante em vermelho. Por toda a imagem muitas outras galáxias do Grupo de Galáxias M81 podem ser vistas, bem como o brilho de um satélite que atravessou o campo da imagem no momento da aquisição. Junto com outras congregações de galáxias incluindo o nosso Grupo Local de Galáxias e o Aglomerado de Galáxias Virgo, o Grupo de Galáxias M81 é parte do expansivo Superaglomerado de Galáxias Virgo. Todo esse verdadeiro jardim zoológico galáctico é visto através do brilho fraco de uma Nebulosa Integrada de Fluxo, um complexo de nuvens de gás e poeira difusos pouco estudados na nossa Via Láctea.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/astropix.html 
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