2 de out de 2012

O Universo Esburacado

Nem a luz escapa de ser engolida pelos objetos mais misteriosos do Universo, cuja existência desafia a relatividade e a mecânica quântica.
Logo que a relatividade geral de Einstein foi divulgada, em 1915, vários físicos começaram a brincar com as equações, para ver que fenômenos estranhos poderiam ser previstos por essa nova teoria da gravitação. Um deles era o alemão Karl Schwarzchild, então servindo no Exército alemão na 1a Guerra Mundial (na qual morreria). Do front, ele fez cálculos que mostravam que, se uma quantidade suficientemente grande de massa fosse amontoada num espaço suficientemente pequeno, o resultado seria uma implosão completa – a matéria seria toda agrupada num ponto infinitamente quente e denso, denominado uma singularidade. Nos arredores, a força gravitacional se torna tão intensa que, a partir de uma determinada distância do ponto central, nada pode escapar – nem mesmo a luz. Essa é a descrição básica de um buraco negro.

A solução apresentada por Schwarzchild foi validada por Einstein, mas era basicamente uma especulação – ninguém queria sugerir que algo daquele jeito existisse no mundo real. Até porque o fato de as equações produzirem um ponto cheio de quantidades infinitas quer dizer, na verdade, que a teoria não agüentou o tranco e “quebrou”. Seria um indício das limitações dela – coisas infinitas, por definição, não fazem sentido para a ciência. Mas eis que, com a evolução das teorias que explicavam o funcionamento das estrelas, veio uma surpresa. Astros suficientemente grandes (com 20 vezes o tamanho do Sol ou mais), no final de sua vida, podem implodir a ponto de encolher além do limite estabelecido pelos cálculos de Schwarzchild. Os buracos negros se tornavam, assim, uma possibilidade real.

Enxergando o invisível

Hum, mas como observar algo que, por definição, é invisível, já que captura toda a luz? Alguns métodos já ajudaram a confirmar a existência dos comilões cósmicos. O mais simples é quando uma estrela dupla tem um de seus membros transformado em buraco negro. O que sobra é a companheira girando ao redor do “nada”. Ao observarmos esse giro, podemos concluir que é lá que reside um buraco negro. Outro método, mais emocionante, exige que peguemos o buraco negro no “flagra”, enquanto ele está almoçando. Se ele estiver, por exemplo, engolindo uma estrela, conforme ela vai se despedaçando e espiralando na direção do buraco, a matéria atinge altas velocidades e produz doses cavalares de raios X – que podem ser observadas com nossos instrumentos. Com essas descobertas, os buracos negros deixaram de ser meras especulações e viraram elementos centrais da arquitetura do Universo. O que eles estão fazendo no centro de cada galáxia? Seriam eles “sementes” para a formação das galáxias?

Ou resultado de sua evolução? São perguntas que hoje intrigam os cientistas. E ainda tem um detalhe saboroso: um buraco negro, com sua singularidade muito (e talvez infinitamente) quente e densa, lembra muito um outro evento da história do nosso Universo – o big-bang. O dia em que os físicos entenderem exatamente o que se passa no interior de um buraco negro será o momento em que todos os mistérios da origem do Cosmos estarão revelados. Mas, antes disso, eles têm uma tarefa hercúlea pela frente: juntar a relatividade geral e a mecânica quântica numa única teoria, uma que não se quebre diante dos desafios impostos pelas condições radicais do interior desses misteriosos devoradores cósmicos.

Horizonte irreversível
A fronteira que define o ponto de não-retorno, a partir do qual nada pode fugir da gravidade arrasadora que vem de um buraco negro, é chamada de horizonte dos eventos pela física. Se fosse possível ver alguém caindo num buraco negro, em dado momento a impressão seria a de que a pessoa congelou no tempo.
Fonte: Super Interessante

Meteoros podem introduzir metano em atmosferas alienígenas

Talvez o tópico mais interessante da astronomia ultimamente é a busca por vida alienígena. Enquanto não temos uma nave espacial que seja capaz de cruzar as vastidões interestelares em velocidades superaltas, o que nos resta é usar espectrógrafos e examinar as atmosferas alienígenas em busca de subprodutos da vida. Mesmo que não conheçamos a vida de outros planetas, conhecemos a química, e ela é a mesma em todo o universo. Por conta desta química, alguns gases têm vida bastante curta em qualquer atmosfera, e sua presença indica um processo que continua repondo as quantidades que são perdidas por degradação ou reação com outros gases. Nos dizeres do astrobiólogo David Grinspoon, estamos procurando o desequilíbrio.

Dois gases que têm sido considerados a dica da presença de vida são o oxigênio e o metano. O oxigênio é extremamente reativo, e a presença de O2 em alguma atmosfera indica que há algum processo, provavelmente biológico, repondo o oxigênio perdido. Outro gás que também tem sido considerado indício de vida é o metano. A combinação de metano e oxigênio é considerada uma provável presença de vida em planetas alienígenas, já que os dois costumam se consumir mutuamente. Existem algumas fontes naturais abiológicas de metano, como vulcões e reações naturais entre água, dióxido de carbono e alguns minerais, mas em geral se considera que a presença de metano é um indício de vida.

Outra fonte potencial de metano são micrometeoroides ricos em carbono, que liberam metano à medida que se queimam na atmosfera dos planetas. Apesar do nível de bombardeio de micrometeoroides em Marte não servir para explicar o metano percebido naquele planeta, exoplanetas em sistemas mais poeirentos poderiam ter uma boa quantia de metano em suas atmosferas com esta origem, dando um falso sinal de vida.

Este tipo de bombardeio pode acontecer em duas ocasiões diferentes: a primeira é quando o sistema ainda está em formação, a segunda quando ele passa por um evento de “Intenso Bombardeio Tardio“, como o que aconteceu com a Terra cerca de 3,8 bilhões de anos atrás. Calcula-se que durante o intenso bombardeio tardio a Terra recebeu 33 milhões de bilhões de toneladas de micrometeoroides, e Marte, 1,7 milhões de bilhões de toneladas, o que dá 1.000 a 10.000 vezes a quantia atual, de 40.000 e 12.000 toneladas anuais para a Terra e Marte, respectivamente. Um bombardeio assim intenso inundaria a atmosfera de metano.

O trabalho que apontou esta possibilidade, feita pelos astrônomos Richard Court e Mark Sephton do Colégio Imperial Londres, tem algumas limitações, como o fato de supor que a química dos micrometeoroides do sistema solar é semelhante à de outros sistemas estelares. Ainda assim, os cientistas julgam esta suposição como sendo bastante razoável. Por enquanto, alguns sistemas já foram encontrados que podem ter planetas e discos de poeira, como Gliese 581, a 20 anos-luz da Terra, que tem uma e talvez duas “super Terras”. Se forem encontrados discos de poeira neles, é preciso ficar atento à possibilidade de “falsos positivos” para a presença de vida, indicado por metano atmosférico.
Fonte: Hypescience.com
[Space.com]

13,2 bilhões de anos-luz: a foto mais distante que o Hubble consegue tirar

Essa imagem mostra galáxias em sua juventude, emergindo da escuridão apenas metade de um bilhão de anos após o Big Bang. Esse ponto é o mais distante que o Telescópio Espacial Hubble é capaz de captar. Algumas das manchas de luz nesta exposição estão caminhando em direção a Terra por 13,2 bilhões de anos.  Galáxias mais distantes que essas não podem ser captadas pelo telescópio porque a sua luz é deslocada para comprimentos de onda infravermelhos que são invisíveis para o Hubble.

Não sabemos ainda, conclusivamente, se o universo é infinito ou se terá um fim, mas sabemos que teve um começo: o Big Bang, há 13,7 bilhões de anos. Nessa época, ele era tão pequeno e concentrado que nossa noção de padrão de espaço e tempo é distorcida. Como apenas uma quantidade finita de tempo passou desde esse suposto começo, algumas estrelas muito distantes não tiveram tempo suficiente para sua luz chegar até nós.

Como a luz demora certo tempo para viajar pelo universo e chegar a seu destino, quando nossos telescópios apontam para algo bem distante, estão vendo como tal coisa como ela era quando aquela luz foi emitida. Então quando olhamos para a luz de 13,7 bilhões de anos atrás, não vemos nada porque estamos vendo um universo onde as estrelas ainda não tinham se formado.

As estrelas mais distantes de nós que o Hubble consegue fotografar, aliás, precisam ser fotografas em infravermelho. Isso porque, como o universo está se expandindo, as estrelas estão se movendo para mais longe de nós. Conforme elas fazem isso, ficam mais vermelhas, até que entram na faixa do infravermelho. Nós não podemos vê-las a olho nu (até por isso, além de algumas estrelas mais jovens e próximas de nós, o céu parece escuro para nós).
Fonte: Hypescience.com
[NYTimes]

Antigo fluxo é descoberto em Marte

Crédito da imagem: NASA, JPL-Caltech, MSSS
Uma nova evidência de um antigo fluxo foi descoberta em Marte. O rover Curiosity da NASA tem andado por feições superficiais incomuns que carregam fortes lembranças dos bancos de fluxos encontrados na Terra. Visível na imagem acima, por exemplo, está uma pequena escarpa saliente de rocha que muito provavelmente foi criada pela erosão de água que ocorreu abaixo dela. A textura da rocha se assemelha muito a conglomerados sedimentares, ou seja, a parte remanescente mais seca de muitas pequenas rochas que em algum momento da história geológica estiveram unidas. Abaixo da rocha podem-se observar numerosos e pequenos pedregulhos, possivelmente suavizados pela queda no próprio fluxo de corrente ou ao redor dele que em algum momento provavelmente fluiu nessa região. Os pedregulhos na camada de fluxo provavelmente caíram à medida que o banco foi erodido. Destacada com um círculo no canto superior direito está uma rocha maior possivelmente também suavizada pela erosão causada pelo fluxo. O rover Curiosity tem agora descoberto alguns indicadores de fundos de rios secos em Marte em seu caminho até a sua presente posição onde o rover irá explorar a conjunção incomum de três diferentes tipos de rochas numa mesma paisagem marciana.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap121002.html

Hubble retrata uma galáxia espiral empoeirada

O Telescópio Espacial Hubble das Agências Espaciais NASA e ESA tem nos presenteado com outra imagem espetacular de uma galáxia próxima. A imagem acima destaca a galáxia NGC 4183, vista aqui com um belo fundo composto de galáxias e estrelas. Localizada a aproximadamente 55 milhões de anos-luz de distância do Sol e se espalhando por aproximadamente 80000 anos-luz, a NGC 4183 é um pouco menor que a Via Láctea. Essa galáxia, que pertence ao Grupo de Galáxias da Ursa Major localiza-se na constelação do céu do norte conhecida como Canes Venatici, os Cães de Caça.

A NGC 4183 é uma galáxia espiral com um núcleo apagado e uma estrutura de braços espirais abertos. Infelizmente, essa galáxia é vista de lado desde a Terra, e assim nós não podemos apreciar seus braços espirais em sua totalidade. Mas nós podemos apreciar seu disco galáctico.

Os discos das galáxias são na sua maioria compostos de gás, poeira e estrelas. Existe uma evidência de poeira sobre o plano galáctico, visível como filamentos escuros intrigantes que bloqueiam a luz visível do núcleo da galáxia. Além disso, estudos recentes sugerem que essa galáxia pode ter uma estrutura em forma de barra. Acredita-se que as barras galácticas agem como um mecanismo que canaliza o gás dos braços espirais para o centro aumentando a taxa de formação de estrelas, que normalmente é mais pronunciada nos braços espirais do que no bulbo central das galáxias.

O astrônomo britânico William Herschel observou a NGC 4183 no dia 14 de Janeiro de 1778. Essa imagem foi criada a partir de outras imagens obtidas através dos filtros de luz visível e de infravermelho com o Wide Field Channel da Advanced Camera for Surveys. O campo de visão é de aproximadamente 3.4 arcos de minuto de largura.
Fonte: http://www.spacetelescope.org

Curiosity descobre que tempo em Marte é surpreendentemente quente

Este é o primeiro panorama a 360º a cores obtido pelo rover Curiosity em Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

O rover Curiosity da NASA está desfrutando de um tempo quentinho no Planeta Vermelho - e a Primavera ainda nem chegou ao seu local de aterragem. Segundo os cientistas, a estação meteorológica a bordo do Curiosity, apelidada de REMS (Remote Environment Monitoring Station), mediu as temperaturas do ar até um máximo de 6 graus Celsius durante a tarde marciana. E as temperaturas subiram acima de zero durante mais de metade dos dias marcianos, ou sols, desde que o REMS foi ligado.

Estas medições são um pouco inesperadas, uma vez que o Inverno ainda está a chegar ao fim na Cratera Gale, o local 4,5º para Sul do equador marciano onde o Curiosity aterrou no dia 6 de Agosto. "O facto de estarmos a medir estas temperaturas quentes já durante o dia é uma surpresa e é muito interessante," afirma Felipe Gómez, do Centro de Astrobiologia em Madrid, num comunicado. O objectivo principal é determinar se a área da Gale é, ou já foi, capaz de suportar vida microbiana. A maioria dos pesquisadores acha que hoje em dia Marte é muito seco e frio para abrigar vida como a conhecemos, mas poderão ter de repensar alguns dos seus pressupostos, se a temperatura subir consideravelmente com a chegada da Primavera e do Verão.

"Se esta tendência amena continua no Verão, podemos ser capazes até de prever temperaturas na ordem dos 20º C, e isso seria realmente excitante do ponto de vista da habitabilidade," afirma Gómez. "Durante o dia, podemos ver temperaturas altas o suficiente para a existência de água líquida numa base regular. Mas é ainda muito cedo para dizer se isso vai acontecer ou se estas temperaturas amenas são apenas ligeiros desvios."  Embora os dias do Curiosity sejam relativamente agradáveis, o mesmo não pode ser dito das suas noites. As temperaturas do ar caem drasticamente depois do pôr-do-Sol, mergulhando até aos -70º C mesmo antes do amanhecer, afirmam os cientistas.

Estas grandes oscilações ocorrem porque os efeitos do aquecimento solar são muito mais pronunciados em Marte do que na Terra. A superfície do Planeta Vermelho é muito mais seca, e a sua atmosfera tem apenas 1% da espessura da da Terra. Os cientistas também dizem que as medições do REMS sugerem que a pressão atmosférica está a subir na Cratera gale. Esta informação está em linha com as expectativas dos cientistas da missão. No Inverno, Marte fica frio o suficiente para o dióxido de carbono nos pólos congelar, formando calotes sazonais de "gelo seco". Dado que o dióxido de carbono domina a fina atmosfera do Planeta Vermelho, este processo faz com que a pressão varie de estação para estação.

Os modelos e dados das missões anteriores haviam previsto que o Curiosity iria pousar quando as pressões estavam num mínimo. As medições do rover suportam este dado, passando de uma média diária que ronda os 730 Pa durante as primeiras três semanas em Marte para cerca de 750 Pa, mais recentemente.

"Os dados mostram uma variação de pressão diária muito significativa, seguindo um ciclo bastante consistente de sol-a-sol," afirma Javier Goméz-Elvira, investigador principal do REMS. "O mínimo ronda os 685 Pa e o máximo os 780 Pa." Este valor máximo não é nem de perto o valor a que estamos habituados cá na Terra. A pressão atmosférica média ao nível do mar cá na Terra é de 101.325 Pa - cerca de 140 vezes mais do que o Curiosity mede dentro da Cratera Gale. O REMS sofreu danos menores durante a aterragem, quando as rochas remexidas pelos motores do guindaste aéreo do Curiosity aparentemente danificaram sensores de vento numa das duas lanças do instrumento. Mas os sensores de vento da outra estão a trabalhar bem, por isso os cientistas da missão não antecipam um grande impacto na sua capacidade de recolher dados.
Fonte: Astronomia On-line

Você já brilhou nas estrelas!

Cada pedacinho de seu corpo veio de uma estrela. É possível mesmo que tenham vindo de mais de uma estrela. Permitindo uma imagem poética, afirmo: Você já brilhou nas estrelas! A grande maioria dos átomos de nossos corpos teve origem em uma estrela. Antes do surgimento das primeiras estrelas o universo só havia conseguido “fabricar” elementos leves como o Hidrogênio (ainda hoje o elemento que existe disparadamente em maior quantidade no universo); Helio e talvez um pouquinho de Lítio.

As primeiras estrelas que surgiram, assim como os primeiros possíveis “planetas” em seu entorno, eram formadas unicamente por esses elementos. Planetas no entorno de estrelas da primeira geração seriam planetas semelhantes aos nossos gigantes gasosos (Júpiter; Saturno; Urano e Netuno). Foi necessário que existissem estrelas para que elas durante suas existências e nos processos de suas “mortes” transformassem inicialmente Hidrogênio em átomos de Hélio e em seguida nos demais elementos da “tabela periódica”.

Em suas “caldeiras”, através de reações nucleares, as estrelas são capazes de produzir elementos atômicos tão pesados quanto o Ferro. É justamente no processo de formação desses átomos, no interior das estrelas, que elas conseguem energia para brilhar. Elementos mais pesados que o Ferro necessitam de mais energia para serem formados do que a encontrada nos interiores estelares. Esses elementos são formados nas supernovas (processos explosivos de mortes de estrelas). A maioria das estrelas quando morre, “joga” para a Galáxia, na forma de gás e poeira, os elementos que a formavam; incluindo aí os elementos que ela própria sintetizou em vida e no seu processo de morte.

Acreditamos que o universo tenha 13,7 bilhões de anos e o Sistema Solar 4,5 bilhões. Nosso sistema planetário se formou (veja coluna E assim surgiu nosso planeta) a partir da contração de uma imensa nuvem de gás e poeira que continha elementos atômicos “pesados” (oxigênio; carbono; ferro; etc.) que haviam sido sintetizados nos processos de “vida” e “morte” de estrelas anteriores. Daí podermos afirmar que cada um dos átomos pesados de nossos corpos (assim como de todo o universo) teve a sua origem em uma estrela.

As primeiras estrelas que surgiram no universo seriam muito maiores que o Sol. Suas massas seriam de cem a mil massas solares; seus diâmetros de quatro a quatorze diâmetros solares e seus brilhos dezenas de vezes maiores que do nosso Sol. Entretanto, ao contrário do que à primeira vista podemos pensar, quanto maior a massa de uma estrela, menor o seu tempo de vida. Enquanto o tempo de vida de uma estrela como o Sol é da ordem de 10 bilhões de anos, o tempo de vida das estrelas de primeira geração foi de apenas 3 bilhões de anos.

A grande maioria das estrelas que visualizamos no universo é de segunda ou terceira geração (Lembre-se que como a luz gasta tempo para percorrer o espaço, quanto mais distante observamos um objeto, mais no passado estamos vendo esse objeto). O Sol é uma estrela de terceira geração. A quantidade existente de elementos pesados no interior de uma estrela, que podemos inferir através da espectroscopia da luz da estrela, é um indicador da sua geração. Estrelas da terceira geração têm mais elementos pesados que estrelas da segunda geração e essas mais que estrelas da primeira geração.
Créditos: Renato Las Casas - Colunista do Portal Uai
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...