9 de out de 2014

Grande e fria nuvem de gás cianeto descoberta em Titã

photo credit: Two views of Titan showing the southern polar vortex, a huge, swirling cloud first observed in 2012. The left is a spectral map of Titan, the inset is a natural-color close-up / NASA/JPL-Caltech/ASI/University of Arizona/SSI/Leiden Observatory and SRON
Algum tempo depois do último equinócio da maior lua de Saturno, astrônomos descobriram uma nuvem gigante e tóxica sobre o pólo sul de Titã. A presença de partículas de cianeto de hidrogênio congeladas indicam que a atmosfera no interior do vórtice polar é muito, muito mais fria do que se pensava – cerca de cem graus Celsius a menos. Os achados, publicados essa semana na revista Nature, nos faz repensar o que nós realmente sabemos sobre a atmosfera de Titã. Assim como a Terra, Titã também tem estações. Ela orbita o Sol a cada 28 anos (sendo levada por Saturno) e cada estação dura aproximadamente sete anos.

A última vez que as estações mudaram foi em 2009: a primavera se ‘transformou’ em inverno no hemisfério norte e o outono se ‘transformou’ em verão no hemisfério sul. Em Maio de 2012, durante o outono no sul, astrônomos detectaram uma imensa nuvem no pólo sul de Titã. Ela cobria cerca de um milhão de quilômetros quadrados e estima-se que tenha uma altura de 300 quilômetros. Pesquisadores atribuíram esse vórtice à mudança de estações, mas as estimativas anteriores das temperaturas a essa altitude tem sido quentes de mais para favorecer a formação de nuvens.

Para ver o que deu origem à nuvem misteriosa, um time liderado por Remco de Kok, da Universidade de Leiden, analisou observações da sonda Cassini do espectro da luz solar refletida pela densa atmosfera de Titã. Ele descobriu que a nuvem é feita por partículas de cianeto de hidrogênio, ou gás cianeto (HCN), congeladas. “A luz vinda do vórtex polar mostrou uma diferença notável em relação às outras partes da atmosfera de Titã”, de Kok diz em um comunicado da NASA. “Nós poderíamos claramente perceber a particularidades das moléculas de HCN.

Como um gás, o HCN está presente em pequenas porções na atmosfera, mas achar essas moléculas em forma congelada é surpreendente: o HCN só se condensa para formar partículas congeladas se a temperatura da atmosfera estiver abaixo de cento e quarenta e oito graus Celsius. Isso é cerca de cem graus mais baixo do que os modelos da atmosfera de Titã mostravam.

“Essa é uma grande mudança no longo ciclo anual de Titã e é mais frio do que pensava-se ser possível”, de Kok diz em um comunicado da universidade. “Isso sugere que uma vez que o pólo está na sombra, a atmosfera superior funciona como um radiador de calor extremamente eficiente”. Observações em infravermelho da sonda Cassini confirmar que o hemisfério sul, escuro, de Titã tem se resfriado rapidamente. A circulação atmosférica tem atraído grandes massas de gás na sua direção desde as mudanças de estação, em 2009. à medida que o gás HCN se torna mais concentrado, as suas moléculas brilham mais em ondas infravermelhas.
Fonte: Ciência e Astronomia

A distância das Plêiades

As Plêiades em todo seu esplendor, vistas sob um telescópio óptico. É bonito ou não é?
Pesquisadores americanos resolveram de uma vez por todas uma grande controvérsia astronômica: a que distância da Terra exatamente ficam as Plêiades? A resposta: 443 anos-luz, com margem de erro inferior a 1%. Quem não ama as Plêiades? Elas são simplesmente o mais famoso aglomerado de estrelas que tem por aí, visíveis a olho nu na constelação de Touro e conhecidas desde a Antiguidade. Para os menos antenados com essas coisas, a foto acima mostra a beleza do negócio. Elas são basicamente um punhado de estrelas azuis bem maiores que o nosso Sol, extremamente jovens (cerca de 100 milhões de anos). Até o final dos anos 1980 sua distância era estimada em cerca de 435 anos-luz — não muito distante da precisa medição atual. Mas esse caldo ia entornar graças ao bizarro resultado obtido por um satélite europeu no começo da década de 1990.

COMO SE MEDE ISSO
Antes de mais nada, talvez seja esta uma boa oportunidade para falarmos um pouco de como afinal os astrônomos são capazes de estimar o tamanho desses enormes vazios que separam as estrelas. O método mais seguro envolve, veja você, apenas engenhosidade e geometria simples. É a medição da paralaxe. Acontece o seguinte. A Terra está girando em torno do Sol a uma distância dele que fica em torno de 150 milhões de quilômetros, completando uma volta a cada 12 meses. Até aí, sem mistério, certo?

Agora, imagine que os astrônomos façam duas observações da mesma região do céu, separadas entre si por seis meses. Na primeira delas, a Terra estará num lado do Sistema Solar, e na segunda, estará do outro, a cerca de 300 milhões de quilômetros do local em que estava antes. Em resumo, os astrônomos têm com isso duas perspectivas diferentes das mesmas estrelas. Elas mudarão ligeiramente de posição de uma foto para outra, se comparadas a objetos muito mais distantes presentes na mesma foto (como galáxias, que necessariamente estão a pelo menos alguns milhões de anos-luz e, por isso mesmo, não sofrem mudança de perspectiva mensurável de uma imagem para outra).

A partir disso, o resto é só geometria simples. Os astrônomos medem o ângulo formado pela posição aparente da estrela cuja distância querem medir ao comparar as duas observações. E aí imaginam um triângulo que tem a estrela-alvo num dos vértices, e a posição da Terra em cada uma das observações nos outros dois. Com o ângulo conhecido, assim como o tamanho da aresta que liga as duas posições da Terra em sua órbita, basta trigonometria para calcular a distância. Moleza, né? pleiades-paralaxe
Bem, não exatamente. Tudo parece fácil pela descrição, mas lembre-se: as distâncias são muito grandes, mesmo se comparadas a uma “régua” tão grande quanto o diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol. Em um ano-luz, cabem cerca de 63 mil órbitas iguais, dispostas lado a lado. E, no caso em questão, estamos falando de medições com centenas de anos-luz. Ou seja, na prática é um triângulo com uma base muito pequena e um comprimento gigantesco. Isso implica um ângulo de paralaxe minúsculo, a que corresponde uma mudança muito sutil da posição aparente das estrelas no céu num intervalo de seis meses. Na prática, isso significa que é preciso muita precisão nas observações. A resolução do telescópio precisa ser muito boa.

DE VOLTA ÀS PLÊIADES
Durante muito tempo, todas as tentativas de fazer essa medição apontavam um resultado similar, girando em torno dos tais 435 anos-luz. Eis que então, em 1989, os europeus lançaram um satélite chamado Hipparcos. Orbitando em torno da Terra, ele usaria a mesma estratégia de medição de paralaxe (afinal, ele também zanzaria entre um lado e outro do Sistema Solar junto com nosso planeta), mas com a vantagem adicional de não ter a atmosfera terrestre atrapalhando suas delicadas medições. E então veio o resultado: as Plêiades estavam a cerca de 392 anos-luz da Terra. Se para você a diferença entre 435 e 392 é pequena, para os astrônomos pode ser uma enormidade.

Principalmente porque eles correlacionam características como luminosidade à distância. Se as Plêiades estavam 40 anos-luz mais próximas, era sinal de que elas eram menos brilhantes do que se imaginava. E isso não batia com as teorias de evolução estelar vigentes. Alguma física misteriosa precisava estar em operação nessas estrelas azuis para que elas fossem menos brilhantes que as previsões teóricas. Os resultados do Hipparcos para outras estrelas em geral batiam com as medições em Terra, o que deixava somente as Plêiades como uma incômoda discrepância. Quem estaria certo, o satélite europeu ou os observatórios em solo?

UM SALTO DE PRECISÃO
Entra em cena a equipe de Carl Melis, da Universidade da Califórnia em San Diego. Eles resolveram usar um telescópio do tamanho da Terra para fazer a medição mais precisa de paralaxe das Plêiades já produzida. Espero que você tenha estranhado a frase acima. Um telescópio do tamanho da Terra? É quase isso. Os cientistas descobriram que é possível usar vários telescópios pequenos estrategicamente espalhados por uma área maior e combinar as observações de todos eles por um método conhecido como interferometria. Para alguns propósitos, o resultado é o equivalente ao que poderia ser obtido caso existisse um telescópio gigante com área de coleta equivalente à maior distância entre os telescópios menores efetivamente usados.

E isso funciona ainda melhor quando você faz observações em rádio. Por isso, Melis e companhia usaram diversos radiotelescópios em rede, com antenas espalhadas pelos Estados Unidos, por Porto Rico e pela Alemanha. Ao usar esses telescópios trabalhando juntos, tínhamos o equivalente de um telescópio do tamanho da Terra”, disse em nota Amy Mioduszewski, do Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA, co-autora do estudo, publicado na revista “Science”. “Isso nos deu a capacidade de fazer medições de posições extremamente acuradas — o equivalente a medir a espessura de uma moeda em Los Angeles, vista de Nova York”, disse. Certo, é uma baita precisão. Com ela, foi possível afirmar que as Plêiades estão na verdade a 443 anos-luz da Terra, com uma margem de erro inferior a 1% (quatro anos-luz para lá ou para cá).

O resultado trouxe alívio aos astrônomos. Ele é totalmente compatível com as teorias de evolução estelar e dispensa a necessidade de processos físicos exóticos nessas estrelas azuis. Por outro lado, uma pergunta ainda ficou sem resposta: que diabos deu errado com o Hipparcos? Trata-se de um enigma ainda mais urgente agora, porque em dezembro do ano passado a Agência Espacial Europeia lançou ao espaço seu sucessor, o satélite Gaia. Ele usará basicamente a mesma estratégia para medir as posições de cerca de 1 bilhão de estrelas. Que resultado ele obterá para as Plêiades? É possível que, como o Hipparcos, ele chegue a uma estimativa equivocada? O suspense é de matar.
Fonte: Salvador Nogueira - Mensageiro Sideral
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