15 de ago de 2014

O bombardeio cósmico

cassio barbosa

Os modelos de formação do Sistema Solar dizem que, assim que a nuvem protoestelar que formou o Sol se colapsou, também começou a formar os planetas. Com o Sol "aceso", ou seja, emitindo radiação, as regiões mais interiores dessa nuvem foram mais aquecidas que suas partes externas. Assim, o material volátil – como gelos de água, metano e gás carbônico, por exemplo –, foram evaporados. Essa parte da nebulosa se tornou seca e deu origem a planetas pequenos e rochosos: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Nas partes externas, mais frias, esse gelo todo sobreviveu, o que facilitou o crescimento de corpos celestes que hoje são os planetas gigantes gasosos, como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. No início havia muitos corpos diminutos, os planetesimais que, se chocando uns com os outros, foram crescendo e aumentando de massa, tornando-se finalmente planetas. Nem todos os planetesimais foram "usados" na formação de planetas e acabaram se juntando para formar asteroides e cometas, por exemplo, que estão ainda vagando pelo nosso Sistema Solar. Esses corpos eram muito mais numerosos no passado e os planetas sofreram intensos bombardeios durante um período relativamente longo de tempo, há 4,5 bilhões de anos. Os planetas gigantes tiveram um papel importante em limpar o Sistema Solar desses corpos, a maioria deve ter caído no Sol, mas muitos acertaram a Terra.

A história de formação de nosso planeta pode ser resumida assim, a fase inicial de formação com a acreção dos planetesimais, durante dezenas de milhões de anos. Depois um impacto gigantesco com um protoplaneta que teria formado a Lua e depois um período de bombardeio de asteroides gigantes, com tamanho entre dezenas e centenas de quilômetros durante bilhões de anos. Apesar do tamanho dos objetos e do longo período de bombardeio, estimativas recentes dão conta de que esses impactos somaram menos de 1% da massa atual da Terra. Podemos dizer que o último desses asteroides gigantes a atingir a Terra foi o que acabou com os dinossauros, há 65 milhões de anos atrás. E provavelmente era o menor deles...

Apesar de contribuir pouco com a massa final da Terra, esse período de intenso bombardeio teve um efeito profundo na evolução geológica do planeta recém-formado. Entre 4,5 e 4 bilhões de anos atrás, a superfície da Terra foi remoldada constantemente. Isso porque os impactos eram muito intensos, com objetos muito grandes, de modo que a cada evento boa parte da superfície terrestre derretia com o calor gerado. Com a repetição periódica dos choques, o desenvolvimento da vida fatalmente foi atrasado. Mesmo depois desse período, quando o bombardeio se tornou menos intenso, um impacto de um asteroide com mais de mil quilômetros de comprimento seria capaz de esterilizar todo o planeta. Um impacto mais modesto, com um objeto com a metade desse tamanho, seria suficiente para ferver todo o oceano da Terra. Apesar disso, os indícios de que já havia água em estado líquido há 4,3 bilhões de anos atrás são praticamente irrefutáveis.

Esse período geológico é chamado de período Hadeano e, apesar da violência e grande frequência de impactos, um novo estudo da NASA em colaboração com diversos outros institutos mostra que entre um evento e outro, havia tempo para que alguma forma de vida se desenvolvesse em pequenos nichos. Locais como o fundo dos oceanos, ou em regiões da Terra menos sujeita ao bombardeio, poderiam dar condições não só para a vida surgir, mas também de se sustentar por alguns milhares de anos. Até que um impacto devastador em escala global esterilizasse tudo de novo. Com a diminuição da frequência e da intensidade dos impactos, a vida se desenvolveu de maneira mais tranquila e se espalhou por toda a Terra.

Esse estudo sobre o bombardeio de asteroides, liderado por Simone Marchi, do Instituto de Pesquisa do Sudoeste, EUA, foi publicado na revista Nature e produziu um mapa muito interessante. Nessa versão animada é possível ver o tamanho do impacto e, através de sua cor, o momento em que ele ocorreu durante o período Hadeano. Os dados para esse estudo vieram da análise de rochas terrestres e lunares. Aliás, basta olhar para a Lua cheia para ver os efeitos dessa época de impactos: as crateras produzidas durante esse tempo todo estão lá, as maiores, as mais antigas. Dá para notar esse mesmo comportamento nesse mapa animado do artigo, com os maiores impactos ocorrendo há mais tempo, codificado na cor vermelha, chegando aos mais recentes e menores, codificados em azul.

Os resultados desse trabalho, que na verdade é um novo modelo para entender esse período de formação da Terra, devem dar mais subsídio para entender como a vida surgiu e se manteve num ambiente tão inóspito. Para que ela pudesse sobreviver e se espalhar, certamente as formas primitivas precisaram ser mais resistentes ao calor do que se imaginava até agora.
Fonte: Cássio Barbosa  - G1

Atração gravitacional da Terra pode “derreter” um pedacinho da Lua


Depois de dezenas de novas descobertas sobre exoplanetas, buracos negros, estrelas de nêutrons e até mesmo a matéria escura invisível que permeia todas as galáxias, parece que existe um corpo celeste que ainda continua a nos surpreender. Sim, a Lua tem mais novidades para nos mostrar. A superfície lunar continua dando o que falar, sendo fonte de estudos e novas revelações. Em uma mais recente, uma nova pesquisa sugere que a Lua tem uma região de baixa viscosidade anteriormente desconhecida, localizada logo acima do núcleo. De acordo com informações do Ars Technica, a região está parcialmente fundida, o que se encaixa com os modelos anteriores que sugerem que alguns pontos de fusão possam existir na fronteira manto-núcleo.

Relação com as marés

A região, referida no estudo como a "zona de baixa viscosidade," poderia explicar melhor as medidas de dissipação das marés na Lua. Embora os cientistas já tenham calculado os efeitos das forças de maré da Terra sobre a Lua, nenhum desses cálculos foi suficiente para contabilizar certas observações. Especificamente, há uma relação entre o período de maré da Lua e sua capacidade de absorver ondas sísmicas, que são convertidas em calor profundo no interior do satélite natural da Terra. Essa relação era inexplicável até agora.

Entretanto, os autores do estudo foram capazes de corresponder de perto essas observações com sua simulação, quando uma zona de baixa viscosidade foi incluída em seus modelos. As marés na Terra formam o efeito mais evidente da influência gravitacional da Lua, mas, surpreendentemente, a Terra tem uma influência recíproca nas marés lunares. À medida que essas forças de maré da Terra exercem pressão sobre a Lua, ela cria ondas sísmicas. Essas ondas então se dissipam e são convertidas em calor nas profundezas da Lua em um processo chamado aquecimento de maré. Com isso, a zona de baixa viscosidade desempenha um papel no processo, ajudando as ondas a se dissiparem.

Cálculos

Pode parecer um tanto complicado, mas, usando essas medições, os pesquisadores foram capazes de calcular algumas características específicas da zona de baixa viscosidade. O valor resultante de viscosidade é extremamente baixo quando comparado com estimativas prévias das condições na parte inferior do manto lunar. A zona começa a cerca de 500 metros acima do centro lunar, agindo como um cobertor para abrandar o arrefecimento do núcleo e influenciando a evolução térmica da Lua. Contudo, os autores do estudo afirmam que o modelo não é perfeito e reconhecem que ele não corresponde exatamente a todas as observações.

"A viscosidade astenosférica e a espessura da litosfera são, provavelmente, muito suaves e muito finas, respectivamente, em nosso modelo de referência", escrevem eles. De qualquer forma, isto não significa que os resultados não sejam informativos, mas sim que um modelo mais preciso ainda possa ser necessário a fim de compreender a estrutura interna da Lua em mais detalhes e com muito mais clareza. Os pesquisadores dizem que compreender a relação entre a dissipação e os ciclos de maré em corpos planetários é importante para vários aspectos da ciência espacial.

Entre outras coisas, essa relação pode dar pistas sobre a evolução do corpo em questão, tanto de suas propriedades térmicas quanto de sua história orbital. E isso ainda pode nos ajudar a compreender as luas de outros planetas, tais como aqueles nas órbitas de Júpiter e Saturno. A história da Lua é de particular interesse, pois é entrelaçada com nosso próprio passado e vai continuar a ser objeto de estudo por muito tempo. Quem sabe a grande e brilhante Lua ainda tenha mais algumas surpresas na manga, esperando para serem descobertas?
 Fonte: Mega Curioso
Ars Technica

Resolvido mistério da idade do aglomerado globular IC 449 na Via Láctea

IC 4499: A globular cluster’s age revisited

Observações do Hubble feitas do IC 4499 tem ajudado a apontar a idade do aglomerado: observações desse aglomerado dos anos de 1990 sugerem uma idade jovem desafiante quando comparado com outros aglomerados globulares dentro da Via Láctea. Contudo, desde as primeiras estimativas, novos dados do Hubble têm sido obtidos e se descobriu que muito provavelmente o IC 4499 tem na verdade a mesma idade de outros aglomerados da Via Láctea, com aproximadamente 12 bilhões de anos.

Por muito tempo acreditou-se que todas as estrelas dentro de um aglomerado globular se formam aproximadamente ao mesmo tempo, uma propriedade que pode ser usada para determinar a idade do aglomerado. Para aglomerados mais massivos, contudo, observações detalhadas têm mostrado que isso não é inteiramente verdade – existem evidências, que os aglomerados consistem de múltiplas populações de estrelas nascidas em diferentes épocas. Uma das forças fortes por trás do comportamento acredita-se que seja a gravidade: aglomerados globulares mais massivos, podem juntar mais gás e poeira, que podem posteriormente se transformarem em novas estrelas.

O IC 4499 é um caso especial. Sua massa localiza-se entre os aglomerados de baixa massa, que mostram uma única geração, e os mais complexos e mais massivos aglomerados globulares que podem conter mais de uma geração de estrelas. Estudando objetos como o IC 4499, os astrônomos podem explorar quanto a massa afeta o conteúdo do aglomerado. Os astrônomos não encontraram nenhum sinal de múltiplas gerações de estrelas no IC 4499 – suportando a ideia de que aglomerados menos massivos em geral são constituídos por somente uma geração estelar.

NUSTAR vê luz desfocada em redor de buraco negro

As regiões em redor dos buracos negros supermassivos brilham muito em raios-X. Alguma desta radiação vem de um disco circundante, e a maioria da coroa, vista aqui nesta impressão de artista como a luz branca na base de um jacto. Esta é uma das formas possíveis e previstas para as coroas. Crédito: NASA/JPL-Caltech

O telescópio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA capturou um evento extremo e raro nas regiões imediatas em torno de um buraco negro supermassivo. Uma fonte compacta de raios-X, que fica perto do buraco negro, chamada coroa, mudou-se para mais perto do buraco negro ao longo de um período de poucos dias. "A coroa recentemente colapsou na direcção do buraco negro, o que fez com que a intensa gravidade do buraco negro puxasse toda a luz para o seu disco envolvente, onde o material espirala para dentro," afirma Michael Parker do Instituto de Astronomia de Cambridge, Reino Unido, autor principal de um novo estudo sobre os resultados, publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

À medida que a coroa se deslocava para mais perto do buraco negro, a gravidade deste objecto exercia uma maior força sobre os raios-X emitidos. O resultado foi uma desfocagem e um alongamento extremo dos raios-X. Já foram observados eventos deste género, mas nunca com este grau e com tanto detalhe. Pensa-se que os buracos negros supermassivos residem nos centros de todas as galáxias. Alguns são mais massivos e giram mais depressa que outros. O buraco negro neste estudo, referido como Markarian 335, ou Mrk 335, está a cerca de 324 milhões de anos-luz da Terra na direcção da constelação de Pégaso.

É um dos sistemas mais extremos com massa e rotação já medidas. O buraco negro "aperta" aproximadamente 10 milhões de vezes a massa do nosso Sol numa região com apenas 30 vezes o diâmetro do Sol, e gira tão rapidamente que o espaço e o tempo arrastam-se em seu redor. Sabendo que uma certa quantidade de luz cai para um buraco negro supermassivo e nunca mais é vista, outras formas de luz emanam da coroa e do disco de material superaquecido em acreção em redor. Embora os astrónomos não tenham a certeza da forma e temperatura das coroas, sabem que contêm partículas que se movem a velocidades próximas à da luz.
Este gráfico de dados capturados pelo NuSTAR da NASA mostra os raios-X emitidos por regiões perto de um buraco negro supermassivo conhecido como Markarian 335.  Crédito: NASA/JPL-Caltech/Instituto de Astronomia, Cambridge

O satélite Swift da NASA examina Mrk 335 há anos, e recentemente notou uma mudança dramática no seu brilho em raios-X. No que é chamado de observação alvo de oportunidade, o NuSTAR foi redireccionado para observar os raios-X altamente energéticos desta fonte na faixa dos 3-79 keV (quilo electrões-volt). Esta faixa de energia em particular oferece aos astrónomos uma visão detalhada sobre o que está a acontecer perto do horizonte de eventos, a região em torno de um buraco negro a partir da qual a luz já não consegue escapar ao alcance da gravidade. Observações posteriores indicam que a coroa ainda está nesta configuração íntima, meses após ter-se movido. Os investigadores não sabem se a coroa vai voltar à sua posição original. Além disso, as observações do NuSTAR revelam que o domínio da gravidade do buraco negro puxou a luz da coroa para a parte interna do seu disco superaquecido, iluminando-o melhor. Quase como se alguém tivesse apontado uma lanterna aos astrónomos, a mudança na posição da coroa iluminou precisamente a região que queriam estudar.

Os novos dados podem, em última análise, ajudar a saber mais sobre a natureza misteriosa das coroas dos buracos negros. Em adição, as observações têm proporcionado melhores medições sobre a furiosa velocidade de rotação relativista de Mrk 335. As velocidades relativistas são aquelas que se aproximam da velocidade da luz, como descrito pela teoria da relatividade de Albert Einstein.

"Nós ainda não entendemos exactamente como a coroa é produzida ou porque muda de forma, mas vemo-la a iluminar material em redor do buraco negro, permitindo o estudo das regiões onde os efeitos descritos pela teoria geral da relatividade de Einstein se tornam proeminentes," afirma Fiona Harrison, investigadora principal do NuSTAR, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) em Pasadena, EUA. "A capacidade sem precedentes do NuSTAR, para observar este e outros eventos similares, permite-nos estudar os efeitos de flexão de luz mais extremos da relatividade geral."
Fonte: Astronomia Online - Portugal

Afinal, o que aconteceu em Hebes Chasma, no planeta Marte?

Hebes Chasma e Hebes Mensa
Hebes Mensa, no interior de Hebes Chasma, registrado pela sonda europeia Mars Express. Crédito: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), Apolo11.com

Marte é um planeta surpreendente, com diversas feições geológicas muito semelhantes às da Terra. O planeta é o mais estudado e visitado por sondas robóticas, mas algumas feições permanecem um grande mistério, como a fantasmagórica plataforma localizada no fundo do maior cânion marciano. Com exceção do profundo vale submarino da Dorsal meso-atlântica, que tem 16 mil km de extensão, Valles Marineris é o maior cânion conhecido pelo homem. Situado na região equatorial do Planeta Vermelho, mede mais de 4 mil km de extensão, 200 km de largura e 7 km de profundidade.

Os pesquisadores acreditam que Valles Marineris é uma gigantesca fenda tectônica formada quando a crosta do planeta se elevou a oeste na região do planalto de Tharsis e alargado posteriormente pela força erosiva dos ventos. No fundo da porção norte de Valles Marineris encontra-se Hebes Chasma, uma depressão com cerca de 6 km de profundidade e 320 quilômetros de largura. A depressão é alvo de muitos estudos por parte dos geólogos espaciais. Hebes parece ser uma porção independente de outras superfícies ao redor e entender onde seu material interno foi parar é um desafio entre os pesquisadores. 

Mas esse mistério pode estar com os dias contados. Dentro Hebes Chasma se localiza Hebes Mensa, uma plataforma de 5 quilômetros de altura que parece ter sofrido um colapso parcial que pode fornecer pistas importantes sobre a formação de Hebes Chasma. A imagem acima, feita pela sonda europeia Mars Express, atualmente na órbita de Marte, mostra grandes detalhes sobre os abismo formado pelas encostas de Valles Marineris e também o recuo incomum em forma de ferradura localizado no centro da mesa. 

Ao que tudo indica, o material do topo da plataforma (mesa) flui em direção ao leito de Hebes Chasma enquanto uma camada escura parece ter se acumulado sobre o patamar da curva descendente. Uma recente hipótese sustenta que rochas salgadas compõe algumas camadas inferiores de Hebes Chasma. Esse sal teria então dissolvido pela ação de fluxos de gelo que escoaram através de buracos para dentro da superfície.  Se essa hipótese estiver correta, é possível que abaixo de Hebes Chasma se encontre o material procurado, um gigantesco aquífero subterrâneo formando um verdadeiro oceano de água salgada.
Fonte: APOLO11.COM - http://www.apolo11.com/

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