18 de jul de 2012

APEX participa na observação mais precisa de sempre

Telescópios no Chile, Hawaii e Arizona atingem uma precisão dois milhões de vezes melhor que a da visão humana
 
Uma equipe internacional de astrônomos observou o coração de um quasar distante com uma precisão sem precedentes. As observações, obtidas ao ligar pela primeira vez o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) com dois outros telescópios situados em continentes diferentes, são um passo crucial em direção ao objetivo científico do projeto “Telescópio de Horizonte de Eventos”: obter imagens de buracos negros de grande massa situados no centro da nossa própria Galáxia e de outras galáxias. Os astrônomos ligaram o APEX, no Chile, com o Submillimeter Array (SMA), no Havaí, EUA e o Submillimeter Telescope (SMT), no Arizona, EUA. Deste modo, conseguiram fazer a observação direta mais precisa até hoje do centro de uma galáxia distante, o quasar brilhante 3C 279, que contém um buraco negro de elevada massa - cerca de um bilhão de vezes a do Sol - e encontra-se tão distante da Terra que a sua radiação demorou mais de 5 bilhões de anos para chegar até nós. O APEX é uma colaboração entre o Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia (MPIfR), o Observatório Espacial Onsala (OSO) e o ESO. A operação do APEX está a cargo do ESO.

Os telescópios foram ligados usando a técnica conhecida como Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI, sigla do inglês Very Long Baseline Interferometry). Telescópios maiores obtêm observações mais precisas e a interferometria permite que vários telescópios trabalhem como um só, tão grande como a separação entre eles. Utilizando a técnica VLBI, conseguimos obter as observações mais precisas ao tornar a separação entre telescópios tão grande quanto possível. Para as observações do quasar, a equipe usou três telescópios para criar o interferômetro com distâncias intercontinentais de 9.447 km do Chile ao Havaí, 7.174 km do Chile ao Arizona e 4.627 km do Arizona ao Havaí. Ligar o APEX no Chile à rede foi crucial, já que este telescópio contribuiu com as maiores distâncias.

As observações foram feitas em ondas de rádio, em um comprimento de onda de 1,3 milímetros. Esta é a primeira vez que observações em um comprimento de onda tão curto foram feitas utilizando distâncias tão grandes. As observações atingiram uma precisão, ou resolução angular, de 28 microsegundos de arco - valor 8 bilhões de vezes menor que um grau angular. Com este valor é possível distinguir detalhes dois milhões de vezes mais precisos do que o conseguido pelo olho humano. As observações foram tão precisas que se observaram escalas menores que um ano-luz ao longo do quasar, o que é um feito extraordinário tendo em conta que o objeto que se encontra a vários bilhões de anos-luz de distância. 

Estas observações representam um passo importante no sentido de obter imagens de buracos negros de elevada massa e das regiões que os rodeiam. No futuro pensa-se ligar entre si ainda mais telescópios, de modo a criar o chamado Telescópio de Horizonte de Eventos. Ele será capaz de obter imagens da sombra do buraco negro de elevada massa que se situa no centro da nossa Via Láctea, assim como de outros buracos negros situados em outras galáxias próximas. A sombra, uma região escura vista em contraste com um fundo mais brilhante, é causada pela curvatura da luz devido ao buraco negro e seria a primeira evidência observacional direta da existência do horizonte de eventos de um buraco negro, a fronteira a partir da qual nem mesmo a luz consegue escapar. 

A experiência marca a primeira vez que o APEX fez parte de observações VLBI e é o ápice de três anos de trabalho árduo no local onde está instalado o APEX, a uma altitude de 5.000 metros, no planalto do Chajnantor nos Andes chilenos, onde a pressão atmosférica é apenas metade da pressão ao nível do mar. Para que o APEX estivesse pronto para o VLBI, cientistas da Alemanha e da Suécia instalaram novos sistemas digitais de aquisição de dados, um relógio atômico muito preciso e gravadores de dados pressurizados capazes de gravar 4 gigabits por segundo durante muitas horas sob condições ambientais muito adversas. Os dados - 4 terabytes para cada telescópio - foram enviados para a Alemanha em discos rígidos e processados no Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia, em Bonn.

A bem sucedida contribuição do APEX é também importante por outra razão. O APEX partilha a sua localização e muitos aspectos da sua tecnologia com o novo telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). O ALMA encontra-se atualmente em construção e no final será uma rede de 54 antenas com 12 metros de diâmetro, como a antena do próprio APEX, mais 12 antenas menores com um diâmetro de 7 metros. A possibilidade de ligar o ALMA à rede está atualmente sendo estudada. Com a área coletora das antenas do ALMA, que tem aumentado cada vez mais, as observações poderiam atingir uma sensibilidade 10 vezes melhor do que a destes testes iniciais, o que colocaria a sombra do buraco negro de elevada massa da Via Láctea ao nosso alcance em futuras observações.
Fonte: ESO

Câmera HiRISE Registra Buraco na Superfície de Marte

O que criou esse buraco incomum em Marte? O buraco acima foi descoberto por acaso em imagens do talude empoeirado do vulcão Monte Pavonis em Marte feitas pela câmera HiRISE a bordo da sonda Mars Reconnaissance Orbiter que atualmente orbita o planeta Marte. O buraco parece ser uma abertura para uma caverna em subsuperfície, parcialmente iluminado na imagem à direita. A análise dessa e outras imagens que se seguiram revelaram que a abertura tem aproximadamente 35 metros de diâmetro, enquanto que a sombra no interior indica que a caverna subjacente tem aproximadamente 20 metros de profundidade. O por que de existir uma cratera circular ao redor desse buraco ainda é um tópico de muita especulação e pesquisa, bem como a extensão completa da caverna subjacente. Buracos como esse são de particular interesse pois o interior cavado desses buracos é relativamente protegido da superfície de Marte, fazendo com que eles sejam bons candidatos para conter algum tipo de vida marciana. Essas cavas são alvos primários para possíveis futuras sondas, robôs e até mesmo para exploradores humanos interplanetários.  

Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap120718.html

Universo: Teia cósmica tem fios de matéria escura

Os cálculos indicam que os filamentos que unem os aglomerados de galáxia contêm mais da metade de toda a matéria no Universo. [Imagem: Dietrich et al./Nature]

 Eclipse científico - A virtual descoberta do bóson de Higgs praticamente eclipsou uma descoberta igualmente expressiva no campo da cosmologia. Jörg Dietrich e seus colegas da Universidade Observatório de Munique, na Alemanha, afirmam ter detectado componentes de matéria escura entre dois super-aglomerados de galáxias a 2,7 bilhões de anos-luz de distância da Terra. É a primeira vez que se detecta claramente o "esqueleto" de matéria escura que permeia a teia cósmica de matéria no Universo. E, o que é mais interessante, esse esqueleto aparece justaposto com a distribuição de matéria comum, permitindo uma comparação sem precedentes entre as duas fontes de gravidade.

Teia cósmica - A matéria comum forma uma teia no espaço, com galáxias e aglomerados de galáxias interligados por filamentos de gases quentes muito tênues - mas formados por átomos de matéria comum. É necessário lembrar que, apesar de galáxias e aglomerados de galáxias serem estruturas descomunais, a maior parte do que chamamos "cosmos" é um imenso espaço vazio. Como esses filamentos se espalham por distâncias imensas, os cálculos indicam que eles contêm mais da metade de toda a matéria do Universo. Assim, um espaço aparentemente vazio ganha uma estrutura graças à presença desses filamentos. A gravidade produzida por eles, contudo, indica que esses filamentos não podem ser feitos apenas de matéria bariônica - a nossa matéria comum, que compõe 4% da massa do Universo. Eles possuem um fortíssimo componente de matéria escura - essa "alguma coisa" invisível que compõe 85% da massa do Universo.

Filamento de matéria escura - Mas ninguém até hoje havia conseguido identificar o componente de matéria escura de um filamento. Dietrich e seus colegas encontraram-no no filamento que une os aglomerados Abell 222 e Abell 223 - dois aglomerados de galáxias pertencentes ao catálogo criado pelo astrônomo George Abell em 1958, que contém 2712 enxames de galáxias. A forte gravidade do filamento que une os dois aglomerados funciona como uma lente para a luz que vem de galáxias mais distantes em direção à Terra. Os pesquisadores usaram essa luz para calcular a massa e o formato do filamento. Raios X emitidos pelo gás quente de matéria comum mostram que essa matéria está distribuída ao longo de todo o filamento, mas compondo apenas cerca de 9% de sua massa. Simulações em computador mostraram que outros 10% de massa podem ser atribuídos às estrelas e galáxias visíveis. O resto só pode ser "parte de uma rede matéria escura que conecta aglomerados de galáxias através do Universo, disse Dietrich.

Estrutura do Universo - Astrônomos já haviam usado uma técnica semelhante para traçar um mapa da distribuição da matéria escura no interior de um outro aglomerado de galáxias, o Abell 1689. Mas esta é a primeira vez que se detecta a matéria escura nas "interligações" de matéria comum. A possibilidade de fazer um mapa mostrando matéria comum e matéria escura juntas pode mostrar a inter-relação entre as duas e ajudar a determinar se a matéria escura é formada por partículas "frias" (de movimento lento) ou por partículas "quentes" (de movimento rápido). E isso serve para dar a dimensão da importância dessa observação, uma vez que ela pode ajudar os astrofísicos a entender a estrutura do Universo e, usando a mesma técnica, tentar descobrir o que compõe essa substância invisível conhecida como matéria escura.
Fonte:  Inovação Tecnologica

Rover Curiosity a caminho da aterragem no início de agosto

Esta impressão de artista mostra o rover Curiosity, um robot móvel que vai investigar a capacidade, passada ou presente, de Marte albergar vida microbiana.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Segundo a NASA, o rover Curiosity vai cumprir a data de chegada a Marte, planeada para 6 de Agosto, e assim começar uma missão de dois anos em que tentará descobrir se a vida microbiana já existiu no Planeta Vermelho. Pousar o rover, com o tamanho de um Mini, não é claramente uma tarefa fácil, dizem os cientistas da NASA. "A aterragem do Curiosity é o momento mais difícil na história da exploração robótica planetária da NASA," afirma John Grunsfeld, vice-administrador do Directorado de Missões Científicas da NASA em Washington, EUA. "Embora o desafio seja enorme, a capacidade e determinação da equipa dá-me grande confiança numa aterragem bem-sucedida," afirma Grunsfeld num comunicado.

O Curiosity, que os cientistas da NASA descreveram como uma "máquina de sonhos" de 2,5 mil milhões de dólares, foi lançado a partir de Cabo Canaveral em Novembro de 2011, e vai aterrar na cratera Gale em Marte, perto de Aeolis Mons, às 06:31 (hora de Portugal) do dia 6 de Agosto. O rover, que tem seis rodas e pesa 900 quilogramas, está chegando ao fim da sua viagem espacial de 570 milhões de quilómetros. O veículo que transporta o rover Curiosity irá deslizar pela atmosfera superior de planeta, em vez de "cair como uma rocha", de modo a garantir a aterragem mais segura e precisa possível. Os directores da missão da NASA dizem que ao contrário das anteriores missões, o Curiosity é demasiado pesado para aterrar no solo marciano com a ajuda de airbags. Por isso, os engenheiros do JPL (Jet Propulsion Laboratory) da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia, dizem que optaram pelo método de "guindaste aéreo" -- uma "mochila com retrofoguetes" que controlam a velocidade e que vão gentilmente colocar o Curiosity em Marte. Nos sete minutos que antecedem a aterragem, com a ajuda de um pára-quedas gigante, a cápsula que transporta o rover diminuirá desde os 5900 m/s até apenas três-quartos de metro por segundo. "Estes 'sete minutos de terror' são a parte mais complicada de toda a missão," afirma Pete Theisinger, gestor do projecto MSL (Mars Science Laboratory) do JPL.

 A área onde o rover Curiosity vai aterrar a 6 de Agosto tem uma diversidade geológica que os cientistas anseiam investigar, vista aqui neste mapa em cores falsas com base em dados da sonda Mars Odyssey.Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASU

"Para a aterragem ser bem-sucedida, centenas de eventos têm que correr na perfeição, muitos com a duração de apenas uma fracção de segundo e todos controlados autonomamente pela nave," acrescenta Theisinger. "Fizemos tudo o que estava ao nosso alcance para ter sucesso. Esperamos que o Curiosity aterre em segurança, mas não existem garantias. Os riscos são reais."  Em Junho, a NASA anunciou que tinha refinado a elipse de aterragem -- agora com 6,4 km de largura e 19,3 de comprimento, em vez dos 19,3 de largura e 25,7 de comprimento -- do Curiosity perto de Aeolis Mons na cratera Gale. O destino principal da missão está situado na base da montanha. A viagem desde o local de aterragem até lá poderá demorar meses. Em órbita do planeta, uma verdadeira armada de sondas prepara-se para capturar o momento da aterragem.

A Mars Odyssey, que serve como posto de retransmissão dos dados, está actualmente com problemas de telemetria e no seu sistema de controlo de atitude, o que significa que poderá não estar em posição para seguir e retransmitir dados em tempo-real da descida, possivelmente atrasando o envio de telemetria para a Terra por várias horas, de extrema importância para se saber quanto antes se o rover sobreviveu ou não à aterragem em Marte. A equipa da sonda está a estudar o porquê dos problemas e espera resolvê-los a tempo do "espectáculo". 

Tanto a MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) como a Mars Express da ESA levaram a cabo manobras especiais de alinhamento em ordem a conseguirem observar a chegada. A primeira tentará capturar imagens do rover à medida que desce e aterra na superfície - possivelmente capturando o rover durante a fase do "guindaste aéreo" - mas a MRO consegue apenas registar dados para envio posterior, ao passo que a Odyssey podia enviá-los imediatamente. A Mars Express, por outro lado, não estará alinhada para observar o último minuto da EDL (Entry, Descent, Landing, que perfazem os estágios da chegada do Curiosity a Marte).

O Curiosity é duas vezes mais longo e cinco vezes mais pesado que os rovers marcianos anteriores, o Spirit e Opportunity, e está equipado com 10 instrumentos científicos. Transporta um gerador nuclear, tem um mastro com câmaras de alta-definição e um laser para estudar alvos a uma distância de até 7 metros. Durante as primeiras semanas da missão, os controladores da missão vão passar o rover por uma série de testes e actividades para caracterizar a sua performance em Marte, à medida que aumentam as suas investigações científicas. O Curiosity começará então a investigar se a área onde se encontra já teve um ambiente favorável à vida microbiana. O Curiosity vai usar ferramentas num braço robótico para recolher amostras do solo marciano e depositá-los num laboratório dentro do rover, onde poderá levar a cabo estudos da composição química e mineral. Outros instrumentos no rover vão examinar o ambiente em redor, não só em busca de condições de habitabilidade passada, mas também de factores perigosos para a vida, como a radiação.
Fonte : http://www.ccvalg.pt/astronomia
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