26 de nov de 2012

Como a 'morte' de uma minúscula partícula pode acabar com o Universo?

Ninguém observou qualquer evidência de decaimento de prótons. Isso pode ser decepcionante para os físicos, mas é uma boa notícia para o universo. Se este fato se revelar possível, o decaimento de prótons (processo ainda hipotético por meio do qual um próton decai para partículas menores, como o píon e o pósitron) poderia ser o começo do fim de tudo. Como o decaimento de prótons pode levar ao fim do universo? Nós começamos com o que há nesses prótons. Dentro dos prótons existem os quarks. Quarks são uma das duas partículas mais básicas que nós podemos encontrar.

Os quarks estão sujeitos à chamada “força forte”, a força que mantém um núcleo inteiro. Cada quark recebeu o número bariônico de um terço. Números bariônicos são números quânticos invariantes, definidos como um terço do número de quarks menos o número de antiquarks dentro de um sistema. Os bariônicos mais famosos são prótons e nêutrons que possuem três quarks cada, somando um número bariônico igual a um. Outros bárions famosos são os antiprótons, que possuem um número bariônico negativo. Então se um próton e um antipróton forem criados simultaneamente, o número bariônico total do sistema é zero. Devido ao fato das cargas dos quarks em prótons e nêutrons serem um pouco diferentes, as duas partículas têm cargas diferentes.

 Elas também têm massas infimamente diferentes. O nêutron é um pouto mais pesado, o que significa que ele pode ser envolvido na mudança que envolve o outro pedaço de matéria fundamental no universo. Léptons são separados dos quarks. Eles são coisas como os elétrons, o neutrino e suas contrapartes (antineutrinos e antielétrons). Nenhum deles é afetado pela “força forte”. Eles têm números leptônicos e suas anticontrapartes têm números leptônicos negativos. Os números leptônicos e bariônicos parecem carecer de significado, até você saber que nenhuma reação no universo que mudasse o número bariônico ou leptônico foi observada. Isso leva às leis de conservação do número bariônico e do número leptônico.

Pense nelas como você pensaria na lei de conservação de massa ou de energia. Uma mudança repentina no número leptônico seria como uma maçã desaparecendo ou um pico de energia vindo do nada. E é por isso que os cientistas estavam tão intrigados, a princípio, pela interação de léptons e quarks no decaimento do nêutron. Quando um nêutron decai, ele se transforma em próton e libera um elétron. Como um próton é positivo e um elétron é negativo, a carga foi conservada, mas pareceu aos cientistas que o número leptônico mudou completamente. Mais tarde, eles perceberam que este decaimento envolveu a emissão de um antineutrino (especificamente, um neutrino antielétron, que é um neutrino associado a interações com elétrons).

Como o elétron tinha um número leptônico de +1 e o neutrino antielétron tinha um número de -1, o número foi conservado, assim como a massa e a carga. O decaimento envolveu totalmente a força fraca, a força envolvida nos decaimentos radioativos, o que significa que a “força forte” não estava ‘brincando’ com os léptons. Prótons são os bárions mais leves. Eles não podem emitir mais nada, a não ser que seus quarks ‘dissolvam’ em partículas menores. Mas isso subtrairia bárions e adicionaria léptons do nada. Foi decidido que isso não poderia acontecer. Aí veio uma pequena coisa chamada Teoria da Grande Unificação. É uma teoria não realizada que sustenta que todas as forças podem alcançar certo nível de equivalência, e pode ser explicada com uma ideia unificável e quantificável.

É bastante agradável esteticamente, mas se as forças forte e fraca são equivalentes, então os léptons e bárions também são. Lembra-se da conservação de massa e de energia? Isso seria como a percepção de Einstein de que E=mc², e massa e energia são equivalentes – que um pode substituir o outro. Repentinamente, uma maçã poderia desaparecer, e um pico repentino de energia poderia aparecer. A matéria poderia ser convertida em energia. Sob a Teoria da Grande Unificação, bárions poderiam ser convertidos em léptons. O número bariônico e o número leptônico não estão mais conservados. Prótons poderiam então ser divididos em pósitrons e píons. Apesar de existir vários mecanismos para um decaimento de próton, cientistas acham que prótons tem uma vida de entre 10²³ a 10³³ anos. O que é uma pena, pois até esse ponto o universo terá vários problemas.

Em 10³³ anos, as estrelas do universo terão recuado uma em relação à outra, até desaparecerem de vista, e terão queimado até escurecerem. A energia é o que organiza os átomos – energia gravitacional que junta às partículas para formar estrelas e planetas. Nesse momento, os picos mais intensos de energia serão os pedaços de matéria caindo em buracos negros. Esse pode ser o único jeito de espremer energia do universo. E não vai funcionar, porque a própria matéria simplesmente se dissolverá. Uma vez que os bárions tenham se transformado em léptons, não há meio de trazê-los de volta sem a ajuda de muita energia. O decaimento de prótons significa que qualquer civilização – e qualquer matéria – que o faça irá literalmente se dissolver, já que até o hidrogênio se dissolve em partículas menores.
Fonte: Jornal ciência

Estrela “renascida” serve de prévia do nosso futuro

A foto acima é de Abell 30, ou A30, uma estrela que experimentou um novo sopro de “vida”. A 5.500 anos-luz de distância de nós, ela é parecida com o nosso sol, e está no fim da sua fase de gigante vermelha. Cerca de 12.500 anos atrás (do nosso ponto de vista), ela teve o seu primeiro “contato” com a morte, quando suas camadas exteriores foram expulsas por um vento solar lento e denso que formou uma nebulosa planetária, uma concha quase esférica de material brilhante em expansão pelo espaço.

Então, cerca de 850 anos atrás, ela subitamente “voltou à vida”, cuspindo e tossindo nuvens ricas de hélio e carbono, em um evento violento. A casca externa expandiu violentamente durante este período, mas está se contraindo rapidamente nos últimos 20 anos. O efeito resultante é a aceleração do vento estelar produzido por A30 para a velocidade atual de 40.000 km/s, mais de 14 milhões de quilômetros por hora. Quando este vento estelar atinge e começa a interagir com o vento mais lento que foi emitido antes, além da matéria ejetada, estruturas complexas são formadas, incluindo as delicadas caudas parecidas com caudas de cometa vistas próximas à estrela central nesta imagem.

Isso é o que pode vir acontecer com a Terra e os outros planetas em alguns bilhões de anos, quando o sol estiver dando seus últimos suspiros. No centro de sua própria nebulosa, um forte vento estelar e uma poderosa radiação explodindo e evaporando vão agir sobre qualquer planeta que tenha sobrevivido à sua fase de gigante vermelha. Se alguma civilização distante estiver nos vendo com poderosos telescópios, certamente verá os restos brilhantes dos planetas em raio-X conforme são engolidos pelo vento solar.
Fonte: Hypescience.com
[ESA, Chandra]

A Nebulosa Papillon – Uma Compacta Bolha H II Na Grande Nuvem de Magalhães

A Nebulosa Papillon (N159-5) é uma chamada High Excitation Blob, ou HEB, em forma de borboleta com menos de 2 anos-luz de diâmetro dentro da nebulosa N159, uma turbulenta região de formação de estrelas com mais de 150 anos-luz de diâmetro. Ela está localizada na Grande Nuvem de Magalhães, a uma distância aproximada de 170000 anos-luz na direção da constelação de Dorado. As HEBs são regiões H II compactas, uma classe rara de nebulosas ionizadas localizadas nas Nuvens de Magalhães. Elas são caracterizadas pela alta excitação, tamanho pequeno, alta densidade, e e grande extinção se comparadas com as regiões H II típicas das Nuvens de Magalhães.

 Esses objetos são totalmente ligados aos estágios iniciais de formação de estrelas massivas quando as estrelas começam a se desacoplar de suas nuvens moleculares parentais. Essa bolha ionizada compacta está enterrada no centro de um turbilhão de gases brilhantes e de poeira escura na N159. Essa imagem mostra detalhes nunca antes observados da estrutura e da morfologia interna da Nebulosa Papillon, só lembrando que Papillon em francês quer dizer Borboleta. Uma possível explicação para a forma bipolar é fluxo de gás gerado pelos fortes ventos estelares das estrelas massivas recém nascidas, com massa mais de 10 vezes a massa do Sol, escondidas na zona de absorção central.

Essas estrelas são tão quentes que sua pressão de radiação segura a queda de gás e direciona esse gás para longe da estrelas em duas direções opostas. Presumivelmente, um denso disco equatorial formado por matéria ainda tenta cair dessas estrelas concentrando o fluxo nas direções bipolares. Esse tipo de objeto é tão raro que podemos ver estrelas masivas logo depois de terem sido formadas. A imagem acima foi feita no dia 5 de Setembro de 1998 com a Wide Field Planetary Camera 2 do Telescópio Espacial Hubble.
Fonte: http://cienctec.com.br/wordpress/index.php/a-nebulosa-papillon-uma-compacta-bolha-h-ii-na-grande-nuvem-de-magalhaes/

Nasa divulga imagem de galáxia que fica a 59 milhões de anos-luz do Sol


Foto feita pelo telescópio Hubble mostra formação em espiral da galáxia. Sistema estelar foi batizado de ESO 499-G37.
Imagem divulgada pela agência espacial americana, a Nasa, mostra a galáxia espiral ESO 499-G37. Pelo ângulo captado pelo telescópio Hubble, é possível ver a formação em espiral da galáxia (no canto direito da imagem, formada por pontos azuis). Segundo a Nasa, o sistema estelar está localizado a 59 milhões de anos-luz do Sol. (Foto: Nasa/Reuters) Fonte: G1

Áreas de confusão

Imagem por Raffaele Barzacchi, Itália
Os raios da cratera Kepler com certeza encontrariam mais admiradores se eles não ocorressem tão perto dos longos e gloriosos raios da cratera Copernicus e dos brilhantes raios da cratera Aristarchus. A imagem acima enfatiza uma feição do material ejetado da cratera Kepler que pode-se notar as vezes. Uma área que se estende por aproximadamente entre 1.5 e 2 km do diâmetro da cratera Kepler, e que é coberta com material brilhante parecido com um raio. Ao redor existe outra descontinuidade coberta e não tão brilhante. A fronteira dessa área a oeste está onde a parte mais larga dos raios da cratera Kepler é truncada, se estendendo somente como raios estreitos além disso. A zona brilhante mais interna aparece continuamente coberta por material ejetado, a área mais externa é descontinuamente interferida com material ejetado. Uma coisa interessante sobre a área mais externa é que ela é marcada a oeste por uma franja estreita de lava mais escura. É pouco provável que o material ejetado pudesse afetar a passagem da lava, ou ser afetado por ela. É possível que a zona mais externa de material brilhante não seja real, e que seja aparentemente uma fronteira causada somente pelo fato do feixe de lava que separa igualmente o material brilhante de ambos os lados.

Fonte: http://lpod.wikispaces.com

Cientista anuncia descoberta histórica em Marte, mas Nasa reduz expectativa

Diretor da missão do Curiosity disse em entrevista que descoberta é digna de entrar em livros de história. Nasa afirmou que entusiasmo de cientista seria apenas com qualidade dos dados

Ilustração mostra Curiosity durante pesquisar em solo marciano/NASA

A excitação foi total nesta quarta-feira (21/11/12) quando um cientista da Nasa mencionou uma descoberta "digna de entrar para os livros de história" feita pelo veículo-robô Curiosity em Marte, mas, em seguida, a agência espacial americana reduziu as expectativas em torno do feito. Esta descoberta vai entrar nos livros de história, parece realmente excelente", afirmou à rádio NPR John Grotzinger, diretor da missão Curiosity no Laboratório de Propulsão a Jato Jet Propulsion Laboratory, JPL) em Pasadena (Califórnia, oeste dos Estados Unidos). Segundo a entrevista, divulgada na terça-feira, análises feitas pelo robô enviado ao planeta vermelho para tentar encontrar vestígios de vida no passado, teriam apontado para uma descoberta incrível.

Mas os cientistas não poderiam antecipar nada mais antes de confirmar seus estudos preliminares, o que poderá levar várias semanas. Nesta quarta-feira, no entanto, Guy Webster, responsável pelas relações com a imprensa do JPL, reduziu a expectativa em torno de uma descoberta revolucionária. No que diz respeito ao seu comentário sobre os 'livros de história', a missão em seu conjunto tem uma natureza (que a torna candidata) a entrar nos livros de história (...), não há nada específico no futuro que seja revolucionário", disse.

"John (Grotzinger) estava encantado com a qualidade das análises das amostras provenientes do veículo robótico quando estava com um jornalista em seu escritório na semana passada", explicou Webster. "Já tinha ficado entusiasmado no passado com resultados anteriores e estará de novo no futuro", acrescentou. A equipe científica analisa os dados de uma amostra do solo marciano, mas não se pode falar disso neste momento", continuou. "Isto não muda os procedimentos habituais: deve-se confirmar os primeiros resultados antes de torná-los públicos", afirmou. No final de setembro, o Curiosity descobriu cascalho proveniente do leito de um antigo riacho, sustentando a hipótese da existência de água no planeta vermelho. O veículo robô, dotado de vários instrumentos de medição e análise, encontrou no mês passado "objetos brilhantes" na superfície do solo, o que deixou os especialistas perplexos.
Fonte: IG

Deslumbrante Buraco Negro

Créditos da imagem: NASA
A imagem acima mostra um desenho que tenta ilustrar como o deslumbrante buraco negro chamado de GX 339-4 deve parecer. Observações no comprimento de onda do infravermelho realizadas pelo Wide-field Infrared Survey Explorer, ou WISE, da NASA revelam a melhor informação até hoje sobre o caótico e extremo ambiente dos jatos produzidos por um buraco negro. O GX 339-4 provavelmente se formou de uma estrela que explodiu. Ele é circundado por um disco de crescimento (indicado em vermelho no desenho acima) formado por material que está sendo puxado para dentro do buraco negro desde sua estrela vizinha (mostrada em amarelo). Parte desse material é expelido em forma de jatos (os fluxos em amarelo mostrados acima e abaixo do disco). A região perto do buraco negro brilha intensamente na luz infravermelha.
Fonte: http://www.nasa.gov
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