20 de ago de 2013

Pulsares, o GPS do Cosmos

A navegação por pulsares é ideal para naves que viajem para lá do nosso Sistema Solar. A Voyager 1, na imagem, está agora a mais de 18 mil milhões de quilómetros do Sol e entrando no espaço interestelar.
Crédito: NASA/Astro0
 
Cientistas da agência científica australiana CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) escreveram um software que pode guiar naves espaciais até Alpha Centauro, mostrar que o planeta Nibiru não existe... e provar que a Terra gira em torno do Sol. O Dr. George Hobbs e colegas estudam pulsares - pequenas estrelas em rotação com "blips" ou "pulsos" regulares de ondas de rádio e, às vezes, raios-X. Normalmente, os astrónomos estão interessados em medir, com muita precisão, quando os pulsos chegam ao Sistema Solar. Ligeiros desvios nos tempos de chegada esperados podem dar pistas sobre o comportamento do próprio pulsar, ou se orbita outra estrela, por exemplo.
 
"Mas também podemos trabalhar para trás," afirma Hobbs. "Nós podemos usar as informações dos pulsares para determinar com grande precisão a posição dos nossos telescópios. Se os telescópios estivessem a bordo de uma nave espacial, podíamos obter a posição da nave. Seriam necessárias observações de pelo menos quatro pulsares a cada sete dias. "Cada pulsar teria que ser observado durante cerca de uma hora," afirma o Dr. Hobbs. "Conseguir fazer as observações todas ao mesmo tempo ou separadamente depende das suas posições e do tipo de detector usado. "
 
Um artigo que descreve em detalhe como o sistema funciona foi aceite para publicação pela revista Advances in Space Research. As sondas e naves espaciais dentro do Sistema Solar são geralmente acompanhadas e guiadas a partir do solo: este é o papel do Complexo de Comunicações "Deep Space" do CSIRO em Canberra, por exemplo. Mas quanto mais longe está a nave, menos precisamente podemos medir a sua localização. Para viagens para lá do Sistema Solar, as naves espaciais precisariam de ter um sistema de bordo autónomo para navegação. Os giroscópios e acelerómetros são ferramentas úteis, mas as informações de posição que dão tornam-se menos precisas ao longo do tempo.
 
"A navegação com o auxílio de pulsares evita esses problemas," afirma Deng Xinping, estudante de doutoramento do Centro Nacional de Ciência Espacial em Pequim, China, que é o primeiro autor do artigo que descreve o sistema. Os cientistas propuseram a navegação por pulsares em 1974. Só recentemente é que a aplicação prática do método surgiu, com o desenvolvimento de detectores de raios-X relativamente pequenos, que podem receber os pulsos em raios-X que alguns pulsares emitem. A NASA está também a explorar esta técnica.
 
"Para a navegação no espaço profundo, podíamos usar os pulsares já observados durante muitos anos com radiotelescópios, cujos pulsos já sejam muito bem medidos," realça o Dr. Dick Manchester, também do CSIRO e membro da equipa de pesquisa. "A bordo da nave, usaríamos um telescópio de raios-X, que é muito mais pequeno e leve. Hobbs e colegas fizeram uma simulação muito detalhada de uma nave espacial com navegação autónoma até Marte usando esta combinação de tecnologias e o seu software TEMPO2.
 
"A nave pode determinar a sua posição até 20 km, e a sua velocidade até 10 cm por segundo," afirma o Dr. Hobbs. "Que tenhamos conhecimento, esta é a melhor precisão alguma vez demonstrada. Ao contrário dos trabalhos anteriores, tivemos em conta que os pulsares reais não são completamente perfeitos, que têm falhas nos tempos e assim por diante. O mesmo software que usa pulsares pode ser usado para determinar a massa de objectos no Sistema Solar. Em 2010, o Dr. Hobbs e colegas usaram uma versão anterior para "pesar" os planetas até Saturno - até seis casas decimais.
 
A Terra viaja em redor do Sol, e este movimento afecta o timing exacto da chegada dos sinais dos pulsares. Para remover este efeito, os astrónomos calculam quando os pulsos chegam ao centro de massa do Sistema Solar, em torno do qual todos os planetas orbitam. "Se os sinais de pulsares parecem chegar à hora errada, sabemos que as massas dos planetas que usamos nas equações devem estar erradas, e podemos corrigir isso," afirma Hobbs.
 
A nova versão do software permite com que os astrónomos descartem massas ocultas, incluindo quaisquer planetas supostamente não descobertos, como o notório Nibiru. "Mesmo que um planeta seja difícil de ver, não há nenhuma maneira de disfarçar a sua atracção gravitacional," afirma o Dr. Hobbs. "Se não detectarmos o puxo gravitacional, então não há nenhum planeta."
 
E o que dizer acerca da demonstração que a Terra gira em torno do Sol? Sim, o software também consegue fazer isso. "Esta dúvida foi esclarecida há um par de centenas de anos," conclui Hobbs. "Mas se ainda precisa de provas, nós temo-las."
Fonte: Astronomia On-Line

Os planetas livres na Via Láctea

© Brian Davis (Nebulosa Rosette)

Astrônomos observando a Nebulosa Rosette descobriram que pequenas nuvens escuras e redondas, chamadas globulettes tem as características favoráveis para formar planetas flutuando livremente sem sua estrela progenitora.  A Nebulosa Rosette é uma enorme nuvem de gás e poeira localizada a 4.600 anos-luz da Terra na constelação de Monoceros (Unicórnio). Novas observações, feitas com telescópios da Universidade de Tecnologia Chalmers, em Gotemburgo (Suécia), mostram que nem todos os planetas flutuantes foram expulsos de sistemas planetários existentes. Eles também podem ter nascido isoladamente. O estudo mostra que as pequenas nuvens estão se movendo para fora através da nebulosa Rosette em alta velocidade, cerca de 80.000 quilômetros por hora.
 
As globulettes são muito pequenas, cada uma com diâmetro inferior a 50 vezes a distância entre o Sol e Netuno. Anteriormente, estimava-se que a maioria delas são de massa planetária, menos do que 13 vezes a massa de Júpiter. Agora, foram obtidas medidas muito mais confiáveis ​​de massa e densidade de um grande número desses objetos, e também foi medido com precisão o quão rápido eles estão se movendo em relação ao seu meio ambiente.

Pesquisas anteriores já haviam mostrado que pode haver cerca de 200 bilhões de planetas flutuando livremente em nossa galáxia, a Via Láctea. Até agora, os cientistas acreditavam que tais planetas que não orbitam em torno de uma estrela, devem ter sido ejetados de sistemas planetários existentes. Novas observações das pequenas nuvens escuras indicam outra possibilidade: a de que alguns planetas flutuantes foram formados por conta própria.

© ESO/M. Mäkelä (Nebulosa Rosette) 

As globulettes são muito densas e compactas, sendo que a maioria delas vai entrar em colapso sob seu próprio peso e formar planetas flutuantes livres. As mais massivas poderão formar anãs marrons, que são corpos cuja massa fica entre a de planetas e estrelas. Estas globulettes foram aceleradas a partir do centro da nebulosa graças à pressão da radiação das estrelas jovens e quentes em seu centro. Durante a história da Via Láctea, milhões de nebulosas floresceram e desapareceram. Em todos estes casos, muitas globulettes teriam se formado.
 
Os astrônomos conhecem em torno de quase 900 planetas que orbitam ao redor de outras estrelas do que o Sol, mas os planetas flutuantes também foram encontrados. Alguns têm sido descobertos, utilizando uma técnica chamada de microlentes, na qual o planeta é encontrado, quando se passa em frente de uma estrela, temporariamente tornando-o com aspecto brilhante. Este é um efeito previsto pela teoria de relatividade geral, na qual a luz da estrela é dobrada quando o planeta passa em frente da mesma, efeito chamado lente gravitacional de Einstein.
 
A equipe observou as ondas de rádio a partir de moléculas de monóxido de carbono, utilizando o radiotelescópio de 20 metros no observatório espacial Onsala, na Suécia; luz submilimétrica com o telescópio APEX no deserto do Atacama, no norte do Chile; e luz infravermelha com o telescópio New Technology Telescope (NTT) de 3,58 metros no observatório de La Silla do ESO.
Fonte: Astro News
Astronomy & Astrophysics

O ALMA olha de perto para o drama da formação estelar

Novas observações do Herbig-Haro 46/47 revelaram que material ejetado tinha velocidades muito mais elevadas do que as medidas anteriormente
Observações revelam jatos energéticos se aproximando (cor de rosa e roxo) e afastando (laranja e verde) Foto: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/H. Arce / Divulgação 


Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos obtiveram um plano de pormenor muito vívido do material que se afasta de uma estrela recém nascida. Ao observar o brilho emitido pelas moléculas de monóxido de carbono num objeto chamado Herbig-Haro 46/47, os astrónomos descobriram que os seus jactos são ainda mais energéticos do que o que se pensava anteriormente. As novas imagens muito detalhadas revelaram igualmente um jacto anteriormente desconhecido que aponta numa direção totalmente diferente. As estrelas jovens são objetos violentos que ejectam matéria a velocidades tão elevadas como um milhão de quilómetros por hora.
 
Quando este material choca no gás circundante, fá-lo brilhar criando um objeto Herbig-Haro. Um exemplo espetacular deste tipo de objetos é o Herbig-Haro 46/47, situado a cerca de 1400 anos-luz de distância da Terra, na constelação austral da Vela. Este objeto foi alvo de um estudo com o ALMA durante a fase de Ciência Preliminar quando o telescópio ainda se encontrava em construção, muito antes da rede estar completa. As novas imagens revelam detalhes em dois jactos, um deslocando-se na direção da Terra e o outro na direção contrária. O jacto que está a afastar-se era praticamente invisível em imagens ópticas anteriores, devido ao obscurecimento provocado pelas nuvens de poeira que rodeiam a estrela recém nascida. O ALMA não só obteve imagens muito mais nítidas que as anteriores, como permitiu ainda aos astrónomos medir a velocidade à qual o material brilhante se está a deslocar no espaço.

Estas novas observações do Herbig-Haro 46/47 revelaram que algum do material ejectado tinha velocidades muito mais elevadas do que as medidas anteriormente, o que significa que o gás ejectado transporta muito mais energia e quantidade de movimento do que o que se pensava anteriormente. O líder da equipa e autor principal deste novo estudo, Héctor Arce (Universidade de Yale, EUA) explica que “a excelente sensibilidade do ALMA permitiu a detecção de particularidades nesta fonte não observadas antes, tal como este jacto muito rápido, que parece um exemplo de um modelo simples retirado dum livro clássico, onde o jacto molecular é gerado pelo vento abrangente de uma estrela jovem.”

As observações foram obtidas em apenas cinco horas de tempo de observação, embora o ALMA ainda estivesse a ser construído nessa época. Observações com qualidade semelhante obtidas por outros telescópios necessitariam de dez vezes mais tempo de observação. O detalhe nas imagens do Herbig-Haro 46/47 é assombroso. Talvez mais extraordinário ainda seja o facto de, para este tipo de observações, ainda estarmos numa fase bastante inicial. No futuro, o ALMA poderá fornecer imagens ainda melhores que esta, numa pequena fração deste tempo de observação,” acrescenta Stuartt Corder (Observatório ALMA, Chile), co-autor do novo artigo científico que descreve estes resultados.

Diego Mardones (Universidade do Chile), outro co-autor do trabalho, enfatiza que “este sistema é similar à maioria das estrelas isoladas de pequena massa, durante a sua formação e nascimento. Mas é também invulgar porque a corrente de material emitida pela estrela choca com a nuvem de modo direto de um dos lados da estrela jovem enquanto que do outro lado se escapa da nuvem. Este facto torna este sistema excelente para estudar o impacto dos ventos estelares na nuvem progenitora a partir da qual a estrela jovem se formou.”

A nitidez e sensibilidade alcançadas nestas observações ALMA permitiram também à equipa descobrir uma componente da corrente de gás, desconhecida anteriormente, que parece ser emitida por uma companheira da jovem estrela de massa mais baixa. Este jacto secundário faz praticamente um ângulo recto com o objeto principal, quando observado a partir da Terra, e encontra-se aparentemente a escavar o seu próprio buraco na nuvem circundante.

Arce conclui que “o ALMA tornou possível detectar particularidades no jacto, muito mais claramente do que os estudos anteriores, o que mostra que haverá certamente muitas surpresas e descobertas fascinantes feitas pela rede completa. O ALMA irá certamente revolucionar o campo da formação estelar!”
Fonte: ESO

Vênus e o sol ultravioleta em três cores

Créditos da Imagem:NASA/SDO & the AIA, EVE, and HMI teams; Digital Composition: Peter L. Dove
 
Um tipo incomum de eclipse solar aconteceu no ano passado. Normalmente é a Lua da Terra que eclipsa o Sol. No mês de Junho de 2012, de forma mais incomum, o planeta Vênus tomou o lugar da Lua. Como num eclipse solar realizado pela Lua, a fase do planeta Vênus tornou-se crescente continuamente mais fina à medida que Vênus ficava cada vez mais alinhado com o Sol. Eventualmente o alinhamento tornou-se perfeito e a fase de Vênus chegou até zero. Nesse ponto o ponto escuro de Vênus cruzou então a nossa estrela mãe. A situação poderia tecnicamente ser chamada de um eclipse anelar venusiano, com um anel de fogo extraordinariamente grande. Mostrado acima durante essa ocultação, o Sol foi imageado em três diferentes cores da luz ultravioleta pelo Solar Dynamics Observatory (SDO) que orbita a Terra, com a região escura na parte direita da imagem correspondendo a um chamado buraco coronal. Horas mais tarde, enquanto Vênus continuava na sua órbita, uma fase levemente crescente apareceu novamente. O próximo eclipse venusiano solar (ou trânsito) acontecerá em 2117.
Fonte: http://apod.nasa.gov/apod/ap130820.html

A brilhante estrela nova em Delphinus

A imagem inferior mostrada acima apresenta a recém-descoberta e muito brilhante estrela nova em Delphinus, formalmente chamada de PNV J20233073+2046041. Novas são estrelas que rapidamente aumentam seu brilho que resulta tipicamente quando a estrela explode (uma erupção). A Nova Delphini 2013 tinha uma magnitude 6.5 quando foi observada pela primeira vez no dia 14 de Agosto de 2013 pelo astrônomo amador Koichi Itagaki. Quando a imagem inferior acima foi adquirida dois dias depois com o telescópio robótico no Observatório da Universidade de Atenas, em Atenas, na Grécia, a nova estava com uma magnitude 4.5 e parecia ficar cada vez mais brilhante dia após dia. No dia 18 de Agosto de 2013, ela foi facilmente visível a olho nu. Novas que podem ser observadas a olho nu aparecem no céu uma vez ou duas a cada década. A imagem superior mostrada acima foi feita pelo ESO Digital Sky Survey (DDS) e é usada para mostrar a mesma região de Delphinus antes da estrela explodir. O mapa abaixo mostra aproximadamente a localização da estrela nos céus do Rio de Janeiro como pode ser observado no dia de hoje, 20 de Agosto de 2013 por volta das 21:30, hora de Brasília. 

Acordando para um ano novo

No tempo que leva para completar um dia de trabalho, ou ter uma noite de sono, um planeta a 700 anos-luz de distância já completou um ano.
Concepção artística do planeta Kepler 78b, de tamanho similar ao da Terra mas que deve ser coberto de lava.Crédito: Cristina Sanchis-Ojeda
 
Investigadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) descobriram que Kepler-78b, um exoplaneta com o tamanho da Terra, completa uma volta em torno da sua estrela em apenas 8 horas e meia - um dos períodos orbitais mais pequenos já detectados. O planeta está extremamente perto da sua estrela - o seu raio orbital é de apenas cerca de três vezes o raio da estrela - e os cientistas estimam que as temperaturas à superfície atinjam os 3000 K. Neste ambiente infernal, a camada superior do planeta está provavelmente derretida, criando um gigantesco e agitado oceano de lava. O mais empolgante para os cientistas é o facto de terem conseguido detectar luz emitida pelo planeta - a primeira vez para um exoplaneta tão pequeno como Kepler-78b. Esta luz, assim que seja analisada com telescópios maiores, poderá dar aos cientistas informações detalhadas sobre a composição da superfície do planeta e suas propriedades reflectivas.
 
Kepler-78b está tão perto da sua estrela-mãe que os cientistas esperam medir a sua influência gravitacional sobre a estrela. Tais informações podem ser usadas para medir a massa do planeta, o que pode fazer de Kepler-78b o primeiro planeta com o tamanho da Terra para lá do nosso Sistema Solar, cuja massa é conhecida. Os investigadores relatam a descoberta de Kepler-78b num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal.
 
Num estudo separado, publicado na Astrophysical Journal Letters, membros do mesmo grupo, juntamente com outros do MIT e de mais institutos, observaram KOI 1843.03, um exoplaneta já descoberto, com um período orbital ainda menor: apenas 4 horas e 15 minutos. O grupo, liderado pelo professor Saul Rappaport, determinou que para que o planeta mantenha sua órbita extremamente íntima em torno da sua estrela, tem que ser incrivelmente denso, composto quase inteiramente de ferro - caso contrário, as intensas forças de maré próximo da estrela rasgariam o planeta em pedaços. Só o facto de que é capaz de sobreviver aí, implica que é muito denso," afirma Josh Winn, professor associado de física no MIT e co-autor em ambos os artigos. "Se a Natureza realmente fabrica planetas densos o suficiente para sobreviver ainda mais perto, isso é uma questão em aberto, e seria ainda mais surpreendente."
 
Na sua descoberta de Kepler-78b, a equipa que escreveu o artigo publicado na The Astrophysical Journal observou mais de 150.000 estrelas monitorizadas pelo Telescópio Kepler, um observatório espacial da NASA que examina uma secção da Galáxia. Os cientistas estão a analisar os dados do Kepler na esperança de identificar planetas habitáveis do tamanho da Terra. O objectivo para Winne e colegas era procurar planetas do tamanho da Terra com períodos orbitais muito curtos.
 
"Habituámo-nos a planetas com órbitas de alguns dias," realça Winn. "Mas nós perguntámo-nos, e com algumas horas? Será que é possível? E veio-se a saber que existem alguns por aí". Para os encontrar, a equipa analisou a luz de milhares de estrelas, procurando diminuições no brilho, indicando que um planeta podia periodicamente passar em frente de uma estrela. A escolha destes pequenos mergulhos entre dezenas de milhares de curvas de luz é tipicamente uma tarefa demorada. Para acelerar o processo, o grupo desenvolveu uma abordagem mais automatizada, aplicando um método matemático conhecido como transformada de Fourier para o grande conjunto de dados. O método essencialmente reduz gradualmente a amostra para aquelas curvas de luz que são periódicas, ou que apresentam um padrão repetitivo.
 
As estrelas com planetas em órbita podem exibir diminuições periódicas de brilho cada vez que um planeta passa em frente, ou transita, a estrela. Mas existem outros fenómenos estelares periódicos que podem afectar a emissão de luz, como uma estrela que eclipsa outra estrela. Para recolher os sinais associados com planetas, o estudante Roberto Sanchis-Ojeda procurou, dentro do conjunto de curvas de luz periódicas, mergulhos frequentes mas menores entre os trânsitos planetários. O grupo foi capaz de detectar a luz emitida pelo planeta ao medir a quantidade de luz obscurecida de cada vez que o planeta passava por trás da estrela. Os investigadores postulam que a luz do planeta é possivelmente uma combinação de radiação a partir da sua superfície aquecida com luz reflectida pelos materiais à superfície, como lava e vapor atmosférico.
 
"Estava apenas procurando a olho, e subitamente vejo esta queda extra de luz quando esperava, foi realmente lindo," lembra Sanchis-Ojeda. "Eu pensei, estamos mesmo vendo a luz do planeta. Foi um momento realmente emocionante.  A partir das suas medições de Kepler-78b, a equipa determinou que o planeta está cerca de 40 vezes mais perto da sua estrela que Mercúrio está do nosso Sol. A estrela-mãe de Kepler-78b é provavelmente jovem, pois gira duas vezes mais rápido que o Sol - um sinal de que a estrela não teve muito tempo para desacelerar.
 
Embora seja aproximadamente do tamanho da Terra, Kepler-78b não é de todo habitável, devido à sua extrema proximidade com a estrela. É difícil imaginar a possibilidade de se viver num mundo de lava," afirma Winn. "Nós certamente não conseguíamos sobreviver lá. Mas isso não descarta totalmente a possibilidade de outros planetas habitáveis e de período curto. O grupo de Winn está agora à procura de exoplanetas que orbitam anãs castanhas - estrelas frias, quase mortas, que de algum modo falharam a ignição nuclear. Em torno de uma destas anãs castanhas, podemos ter períodos de apenas alguns dias," afirma Winn. "E o planeta ainda seria habitável, à temperatura certa."
Fonte: Astronomia On-Line
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