28 de jun de 2013

Sonda Voyager 1 da Nasa explora a fronteira final da nossa bolha solar

Dados da sonda Voyager 1, agora a mais de 198 bilhões de quilômetros do Sol, sugerem que a sonda está mais perto de se tornar o primeiro objeto humano a alcançar o meio interestelar. Pesquisas usando os dados da sonda Voyager e publicadas hoje na revista Science forneceram um novo detalhe sobre a última região que a sonda cruzará antes de deixar a heliosfera, ou seja, a bolha ao redor do nosso Sol, e entrar no espaço interestelar. Três artigos descrevem como a sonda Voyager 1 entra numa região chamada de estrada magnética, resultado de observações simultâneas da taxa mais alta das partículas carregadas de fora da heliosfera e do desaparecimento das partículas carregadas de dentro da helisofera. Os cientistas observaram dois dos três sinais da chegada ao meio interestelar, que eles esperavam ver: o desparecimento das partículas carregadas à medida que a sonda se afasta do campo magnético solar, e os raios cósmicos à medida que ela se aproxima da fronteira com o meio interestelar.
 
Os cientistas ainda não observaram o terceiro sinal, que poderia indicar a presença do campo magnético interestelar. Essa estranha, última região antes do espaço interestelar está entrando no foco graças à Voyager 1, a mais distante sonda já construída pela humanidade”, disse Ed Stone, cientista de projeto da Voyager no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. “Se você olhar para os raios cósmicos e para as partículas energéticas de maneira isolada você pode pensar que a sonda Voyager já alcançou o espaço interestelar, mas a equipe sente que a Voyager 1 ainda não chegou lá pois nós ainda estamos dentro da região de domínio do campo magnético do Sol”.
 
Os cientistas não sabem exatamente qual a distância que a sonda Voyager 1 precisa percorrer para alcançar o espaço interestelar. Eles estimam que ela poderia levar mais alguns meses, ou até mesmo anos para chegar lá. A helisofera se estende no mínimo por 13 bilhões de quilômetros além de todos os planetas do nosso Sistema Solar. Ela é dominada pelo campo magnético do Sol e por um vento ionizado que se expande para fora do Sol. Fora da helisofera, o espaço interestelar é preenchido com matéria de outras estrelas e pelo campo magnético presente na região próxima da via Láctea.  A sonda Voyager 1 e a sua irmã gêmea, a Voyager 2, foram lançadas em 1977. Elas passaram por Júpiter, Saturno, Urano e Netuno antes de embarcarem na sua missão interestelar em 1990. Elas agora têm como objetivo deixar a heliosfera. Medir o tamanho da heliosfera é parte da missão da Voyager.
 
O conceito deste artista mostra a sonda Voyager 1 da NASA explorar uma região chamada "região de depleção" ou "auto-estrada magnética" nos limites exteriores da nossa heliosfera, a bolha sopra o sol em torno de si. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech
 
Os artigos da revista Science focam nas observações feitas de Maio a Setembro de 2012, pelos instrumentos de raios cósmicos, de partículas carregadas e pelo magnetômetro da sonda Voyager 1, com algum dado adicional das partículas carregadas obtidos no mês de Abril de 2013. A sonda Voyager 2, está a 15 bilhões de quilômetros do Sol e ainda se encontra dentro da heliosfera. A Voyager 1 estava a aproximadamente 18 bilhões de quilômetros de distância do Sol em 25 de Agosto de 2012 quando alcançou a estrada magnética, também conhecida como região de depleção e uma conexão com o meio interestelar. Essa região permite que as partículas carregadas viagem para dentro e para fora da heliosfera ao longo das linhas suaves do campo magnético, ao invés de rebaterem em todas as direções à medida que ela ficam presas em vias locais. Pela primeira vez nessa região, os cientistas puderam detectar raios cósmicos de baixa energia que originaram de estrelas moribundas. “Nós observamos um dramático e rápido desaparecimento das partículas originadas pelo Sol.
 
Elas diminuíram em intensidade em mais de 1000 vezes, como se elas estivessem numa imensa bomba de vácuo na rampa de entrada da estrada magnética”, disse Stamatios Krimigis, o principal pesquisador do instrumento de partículas carregadas de baixa energia no Laboratório de Física Aplicada da Universidade de Johns Hopkins em Laurel, Md. “Nós nunca tínhamos testemunhado esse decaimento antes, exceto quando a Voyager 1 saiu da gigantesca magnetosfera de Júpiter, a aproximadamente 34 anos atrás”. Outro comportamento observado das partículas carregadas pela Voyager 1 também indica que a sonda ainda está na região da transição para o meio interestelar. Enquanto entra nessa nova região, as partículas carregadas originadas da heliosfera que decaem mais rapidamente foram aquelas atiradas diretamente ao longo das linhas do campo magnético do Sol.
 
As partículas se movendo de forma perpendicular ao campo magnético não decaem tão rapidamente assim. Contudo, os raios cósmicos se movendo ao longo das linhas do campo na região da estrada magnética eram mais populosos do que os que estavam se movendo perpendicular ao campo. No espaço interstelar, a direção do movimento das partículas carregadas não deve fazer diferença. Num intervalo de 24 horas, o campo magnético originado do Sol também começou a se acumular como carros congestionando a saída da rampa para a estrada. Mas os cientistas foram capazes de quantificar que o campo magnético teve sua direção muito pouco alterada, por não mais do que 2 graus.
 
“Um dia faz uma grande diferença nessa região com o campo magnético repentinamente dobrando e tornando-se extraordinariamente suave”, disse Leonar Burlaga, principal autor de um dos três artigos, e baseado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Md. “Mas como não ocorreram mudanças na direção do campo magnético, nós ainda estamos observando as linhas de campo originadas no Sol”. E por esse motivo ainda se pode afirmar que a sonda Voyager não deixou definitivamente o reino solar. O Laboratório de Propulsão a Jato, em Pasadena, na Califórnia, construiu e opera a sonda Voyager. O Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, gerencia o JPL para a NASA. As missões Voyager são parte do Heliophysics System Observatory da NASA, que é patrocinado pela Divisão de Heliofísica do Science Mission Directorate da NASA, na sede da agência em Washington.
Fonte: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-209

O universo é infinito: mito ou realidade?

Durante o ano de 1917, Albert Einstein estava às voltas com o problema da inércia (formulada há 400 anos): porque os corpos oferecem resistência à mudança de seu estado atual, um corpo tende a permanecer em repouso ou movimento retilíneo uniforme a menos que alguma força seja aplicada a ele. Mas faltava explicar por que isto acontecia. Segundo a ideia de outros físicos, a inércia é o resultado da interação com o campo gravitacional de outras estrelas. Mas quantas estrelas? Einstein tinha alguns problemas com a ideia de um universo infinito, com infinitas estrelas: a massa seria infinita, e a inércia também seria infinita – os corpos não se moveriam.
 
Mas a ideia de um universo limitado flutuando no meio do vazio também tinha seus problemas. Um deles era uma explicação para o motivo das estrelas não escaparem para fora deste universo, esvaziando-o. A solução pareceu maluca até mesmo para Einstein: o universo poderia ser finito, mas sem bordas, sem limites. O campo gravitacional curvaria tanto o universo que ele fecharia sobre si mesmo. Um universo assim não teria limites, mas seria finito.
 
Einstein apresentou sua ideia em um trabalho chamado “Considerações Cosmológicas na Teoria Geral da Relatividade”, o mesmo trabalho em que apresentou a sua constante cosmológica, mais tarde chamada por ele de seu “maior erro”, que recentemente acabou sendo ressuscitada pelos físicos, para representar a energia escura. Para ajudar as pessoas a entender sua ideia, Einstein criou uma metáfora que foi usada até por Carl Sagan para explicar a quarta dimensão. Essa metáfora pede para o leitor imaginar dois exploradores bidimensionais em um universo bidimensional. Estes “habitantes do plano” poderiam andar em qualquer direção na superfície achatada que seria o seu universo, mas os conceitos de “para cima” ou “para baixo” não teriam significado para eles.
 
Einstein propôs uma pequena mudança neste universo bidimensional, sugerindo um plano ligeiramente curvo. E se o universo destes exploradores fosse ainda bidimensional, mas não fosse plano, e sim, curvo como a superfície de um globo? Uma seta que estes exploradores disparassem viajaria em linha reta, mas eventualmente faria a curva em todo o globo, voltando ao ponto de início.
 
Desta forma, o tamanho total do universo destes exploradores bidimensionais seria finito, mas eles poderiam viajar em qualquer direção, e nunca encontrariam uma borda. E se viajassem em linha reta acabariam retornando ao ponto de início, sem precisar fazer curva alguma. E se este globo estivesse em expansão, este universo bidimensional também estaria em expansão, mas sem ter bordas. Einstein então sugere que nosso universo 3D também seria curvo, ou seja, fechado sobre si mesmo, como aquela superfície plana sobre um globo. É complicado de imaginar um universo assim, mas por incrível que pareça, ele pode ser facilmente descrito usando a geometria não Euclidiana que foi criada por Gauss e Riemann. E isto continua valendo para um universo com quatro dimensões, o espaço-tempo.
 
Em um universo curvado, um raio de luz que viaja em uma direção percorreria o que a nós se pareceria com uma linha reta, e ainda assim faria uma curva e retornaria para o ponto de início. O físico Max Born afirmou que “a sugestão de um espaço finito, mas ilimitado é uma das maiores ideias sobre a natureza do mundo que já foi concebida”.
 
Mas o que haveria fora deste universo curvado? O que tem no outro lado da curvatura? Estas perguntas não têm resposta. Mais que isto, elas não têm sentido, da mesma forma que não faria sentido perguntar a um daqueles habitantes do mundo bidimensional o que há fora do mundo deles. Em resumo, Einstein propôs que o universo poderia ser finito, curvado sobre si mesmo. O que determinaria esta curvatura seria a quantidade de massa-energia nele. As medições feitas mais recentemente com a sonda WMAP (“Wilkinson Microwave Anisotropy Probe” ou “Sonda de Anisotropia de Microondas Wilkinson”, que mediu a densidade da radiação cósmica de fundo) apontam para um universo visível plano, com uma margem de erro de 0,4%.
 
O problema é a expressão “universo visível”. O universo visível é apenas o que pode ser captado com nossos telescópios, e corresponde a uma esfera de alguns bilhões de anos-luz de raio em torno da Terra. Mas isto pode corresponder apenas a um pedaço pequeno do universo total, e este universo total poderia ser tão grande que a medição da curvatura local seria equivalente a zero. Enfim, quando a noção de um universo infinito surgiu não tínhamos idéia de que o universo estava se expandindo, portanto alcançando áreas no espaço vazio que previamente não ocupava.
Fonte: Hypescience.com

O Halo da Super Lua

Créditos da Imagem e Direitos autorais:Luis Argerich
Uma Lua Cheia no perigeu nascia, enquanto o Sol se punha no último sábado. No seu ponto mais próximo da Terra, a maior e mais brilhante Lua Cheia do ano de 2013 também é conhecida como Super Lua. Observada desde Punta Piedras, na Argentina, e na foz do Rio de La Plata, perto de Buienos Aires, a luz da Super Lua criou esse belo halo lunar circular. O tamanho do halo lunar é determinado pela geometria dos cristais de gelo de seis lados existentes nas nuvens finas e altas da Terra. Os cristais defletem os raios de luz provenientes da Lua de maneira mais forte através de um ângulo mínimo de 22 graus. Assim, esse halo tem um raio interno de 22 graus, assim como os halos das luas, digamos, normais. Muito mais comuns que uma Super Lua, os belos halos de 22 graus podem ser registrados em qualquer época do ano.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130628.html

Primeiros planetas em trânsito descobertos num enxame estelar

No enxame estelar NGC 6811, os astrónomos descobriram dois planetas mais pequenos que Neptuno em órbita de estrelas tipo-Sol. Crédito: Michael Bachofner

Todas as estrelas começam as suas vidas em grupos. A maioria, incluindo o nosso Sol, nascem em grupos pequenos e benignos que rapidamente se desfazem. Outros formam-se em agrupamentos enormes e densos que sobrevivem milhares de milhões de anos como enxames estelares. Dentro destes ricos e densos aglomerados, as estrelas disputam o espaço com milhares de vizinhos enquanto a radiação forte e os duros ventos estelares varrem o espaço interestelar, retirando materiais da formação planetária de estrelas próximas. Parecem assim lugares improváveis para encontrar mundos. No entanto, a 3000 anos-luz da Terra, no enxame aberto NGC 6811, os astrónomos descobriram dois planetas mais pequenos que Neptuno em órbita de estrelas tipo-Sol.
 
A descoberta, publicada na revista Nature, mostra que os planetas podem desenvolver-se mesmo em grupos lotados recheados de estrelas. "Os velhos enxames representam um ambiente estelar muito diferente do berço do Sol e de outras estrelas com planetas," afirma Soren Meibom do CfA (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica), autor principal do artigo. "E pensávamos que talvez os planetas não poderiam facilmente formar-se e sobreviver nos ambientes stressantes dos enxames, em parte porque há muito tempo que não os conseguíamos encontrar."
 
Os dois novos mundos alienígenas apareceram em dados do telescópio Kepler da NASA. O Kepler caça planetas em trânsito, isto é, quando passam em frente das suas estrelas hospedeiras. Durante um trânsito, a estrela diminui de brilho, e esta diminuição depende do tamanho do planeta, permitindo a sua determinação. Kepler-66b e Kepler-67b têm menos de três vezes o tamanho da Terra, ou cerca de três-quartos do tamanho de Neptuno (mini-Neptunos). Dos mais de 850 planetas conhecidos para lá do nosso Sistema Solar, apenas quatro - todos semelhantes ou maiores que Júpiter em massa - foram encontrados em enxames. Kepler-66b e Kepler-67b são os planetas mais pequenos já descobertos em enxames estelares, e os primeiros planetas em enxames que transitam as suas estrelas-mãe, o que permite a medição dos seus tamanhos.
 
Meibom e colegas estimaram a idade de NGC 6811 em mil milhões de anos. Kepler-66b e Kepler-67b, portanto, juntam-se a um pequeno grupo de planetas com idades, distâncias e tamanhos determinados com precisão. Considerando o número de estrelas observadas pelo Kepler em NGC 6811, a detecção destes dois planetas implica que a frequência e propriedades dos planetas em enxames abertos são consistentes com as dos planetas em torno de estrelas de campo (estrelas que não pertencem a um enxame ou associação) na Via Láctea. Estes planetas são extremófilos cósmicos," afirma Meibom. "A sua descoberta mostra que planetas pequenos podem formar-se e sobreviver pelo menos mil milhões de anos, mesmo num ambiente caótico e hostil."
Fonte: Astronomia On-Line

Galáxias por um fio

Créditos e direitos autorais : Aquisição - Martin Winder, Processamento - Warren Keller
 
As galáxias NGC 5216 (superior direita) e NGC 5218 parecem estar realmente conectadas por um fino cordão. Evidentemente, este cordão é um rastro cósmico de gás, poeira, e estrelas com cerca de 22.000 anos-luz de comprimento. Também conhecido como sistema de Keenan (homenagem a seu descobridor) e Arp 104, o par de galáxias interligadas está a cerca de 17 milhões de anos-luz de distância na constelação de Ursa Maior. O rastro de fragmentos que as une, juntamente com a extensão em forma de vírgula da NGC 5218 e os braços distorcidos da NGC 5216 são uma conseqüência dos fluxos mútuos gravitacionais que perturbam as galáxias enquanto elas repetidamente oscilam uma próxima à outra. Durando bilhões de anos, os encontros irão provavelmente resultar em sua fusão numa única galáxia de estrelas. Essas fusões galácticas espetaculares são agora compreendidas como sendo uma parte normal da evolução das galáxias, incluindo nossa própria Via Láctea.
Fonte: www.nasa.gov
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