30 de dez de 2014

Especial Telescópios: Telescópio Quântico

Especial Telescópios: Telescópio Quântico

À esquerda, uma galáxia espiral distante vista por um telescópio clássico. As duas simulações mostram as melhorias obtidas com o uso do telescópio quântico - à direita são usados 36 fótons clonados.[Imagem: Aglae Kellerer]

Telescópio miniaturizado

É pelo desejo de aumentar constantemente a resolução que os telescópios têm ficado cada vez maiores - lembre-se do Telescópio Europeu Extremamente Grande (E-ELT) e do Telescópio Gigante de Magalhães. Quando um fóton entra pela abertura de um telescópio, a incerteza na sua posição é reduzida ao raio dessa abertura. Além disso, de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg, há uma incerteza correspondente no seu momento, que define a direção inicial do fóton.

Como a incerteza na posição aumenta com a ampliação da abertura, a incerteza no seu momento cai - permitindo que a direção do fóton seja determinada com maior precisão. Em outras palavras, telescópios com aberturas maiores têm um menor "limite de difração. Aglaé Kellerer, da Universidade de Durham, no Reino Unido, começou então a pensar em como a mecânica quântica poderia fornecer uma alternativa que permitisse superar o limite de difração. Ela encontrou opções em métodos já usados em microscopia e em litografia.

Telescópio quântico

O limite de difração para a abertura de um telescópio é definido por fóton - mas se houver muitos fótons idênticos, fótons clonados, todos chegando ao mesmo tempo, o limite de difração será reduzida por um fator igual à raiz quadrada do número de fótons. Para conseguir isso, Kellerer propõe que seja feita uma medição quântica não-destrutiva quando cada fóton passar através da pupila do telescópio. Essa medição fraca não revela informações específicas sobre cada fóton, mas registra sua passagem. Após a medição, o fóton é clonado, deixando átomos decaírem de um estado de excitação para seu nível fundamental de energia, quando então eles emitem espontaneamente vários fótons idênticos.

Esses fótons clonados seriam então gravados por um detector, que calcularia o seu sinal médio. A teoria está toda pronta. Mas, infelizmente, a tecnologia necessária para construir um telescópio usando esse sistema de clonagem quântica ainda não foi desenvolvida. Um objetivo muito mais próximo, acrescenta Kellerer, é um experimento de prova de conceito, o que poderia ser feito em um laboratório especializado em óptica quântica, como o Instituto Max Planck de Óptica Quântica, na Alemanha, ou o Instituto de Óptica e Informação Quântica, na Áustria. Este é o primeiro passo a ser dado agora", disse ela.
Fonte: Inovação Tecnológica

NASA descobre sistema solar parecido com o nosso, só que MUITO MAIS ANTIGO


kepler planetas

Astrônomos detectaram planetas rochosos parecidos com a Terra ao redor de uma estrela que tem pelo menos 11,2 bilhões anos de idade, mais de duas vezes a idade do nosso próprio sistema solar. A equipe internacional da Universidade de Birmingham (Reino Unido) observou KOI-3158, uma estrela laranja-amarelada que fica a cerca de 117 anos-luz de distância de nós, na constelação de Lyra. Analisando dados do telescópio espacial Kepler, da NASA, eles notaram que esta antiga estrela pobre em metais abriga cinco planetas de massa como a da Terra, cuja origem remonta aos primórdios da Via Láctea. Esta é a confirmação de que planetas do tamanho da Terra tem-se formado durante a maior parte da história da galáxia”, disse Tiago Campante, astrônomo da Universidade de Birmingham e principal autor do estudo.

Implicações

As implicações de encontrar o tipo terrestre em sistemas com tal idade podem ser surpreendentes. Se a vida evoluiu tão cedo na história da nossa galáxia, já teria tido pelo menos 10 bilhões de anos para ficar potencialmente muito inteligente. Em comparação, o nosso sol tem apenas 4,56 bilhões anos de idade, e a vida microbiana na Terra surgiu 3 a 4 bilhões de anos atrás, estima-se.  Na verdade, o tamanho dos planetas e sua potencial composição são estranhamente parecidos com nosso próprio sistema solar. Três planetas intermediários do sistema recém-descoberto são do tamanho de Marte e o planeta mais externo é um pouco menor do que Vênus, enquanto o planeta mais interno é do tamanho de Mercúrio.

Os cinco planetas rochosos orbitam sua estrela-mãe em menos de 10 dias; menos de um quinto da distância de Mercúrio do sol. Por conta disso, eles parecem quentes demais para ser hospitaleiros para a vida como a conhecemos. Mesmo assim, os resultados da equipe provavelmente irão ajudar a mudar como vemos a formação de planetas terrestres dentro da Via Láctea. A descoberta de um sistema como KOI-3158 aumenta o censo potencial dos mundos tipo Terra, talvez até de forma dramática”, disse Campante. “Isto certamente sugere que não existem obstáculos físicos fundamentais para a formação de análogos da Terra mais cedo na história da galáxia”.

KOI-3158

Durante os quatro anos de observações, o Kepler capturou dados que permitiram que os pesquisadores determinassem a idade da estrela com alta precisão. KOI-3158 é cerca de 25% menor e 700 graus mais fria do que o nosso sol. Ela faz parte de um sistema estelar triplo em um disco espesso da Via Láctea – uma população estelar antiga que se estende por vários milhares de anos-luz acima e abaixo do plano da nossa galáxia. Em contraste, o sol se encontra em um disco fino que constitui a maior parte do plano galáctico. Com uma composição de apenas um terço de ferro do que o sol possui, em termos de habitabilidade, planetas em volta dessa estrela de baixa metalicidade podem não ser bons para abrigar vida humana – por exemplo, podem não ter um campo magnético forte o suficiente para proteger a vida de partículas carregadas e raios cósmicos.

Enquanto planetas gigantes gasosos parecem formar preferencialmente em torno de estrelas ricas em metais, pequenos planetas podem se formar sob uma ampla gama de metalicidades. Isto poderia significar que planetas como a Terra, só de que de pequeno porte, se formaram na galáxia cedo, quando os metais eram muito menos abundantes. Isso também significa que, se existe vida em algum destes planetas velhos, é provável que seja complexa e até mesmo tecnologicamente sofisticada”, disse Campante.

Se encontrar tais planetas antigos tornar-se uma tendência, em breve poderemos inferir que a vida inteligente extraterrestre deve se assemelhar a um Matusalém cósmico. Nós ainda não sabemos quão provável é que civilizações tecnológicas e inteligentes se formem em planetas habitáveis. Mas, por si só, esta descoberta aumenta as chances de que não estamos sozinhos”, completa Travis Metcalfe, astrônomo do Instituto de Ciência Espacial em Boulder (EUA), um dos coautores do estudo.
Fonte: Hypescience.com
 [Forbes]

As 12 coisas mais legais descobertas no espaço em 2014

Várias descobertas espaciais incríveis foram feitas este ano. Soubemos da existência de ainda mais planetas, incluindo o primeiro parecido com a Terra em uma zona habitável de uma estrela. Astrônomos descobriram o que poderia ser um buraco negro triplo, estrelas na iminência de se fundir em uma gigante e uma estrela feita de diamante. Mas algumas das coisas mais emocionantes foram encontradas bem no nosso próprio sistema solar. Estas descobertas incluem os primeiros anéis já vistos em torno de um asteróide, nuvens de vapor de água jogadas para fora do planeta anão Ceres, um asteróide em desintegração e o que parece ser um novo planeta anão a bilhões de quilômetros de distância. Ah, e pousamos em um cometa pela primeira vez. Aqui estão algumas das mais fantásticas descobertas astronômicas do ano que nos lembram de que o espaço é um lugar verdadeiramente incrível:

12. Terra II

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Em abril, os astrônomos descobriram o primeiro planeta do tamanho da Terra na zona habitável de uma estrela, uma região onde a água líquida pode existir. O planeta é chamado de Kepler-186f e tem 1,1 vezes o tamanho da Terra. O objetivo é encontrar um outro planeta exatamente como a Terra, e este – embora seja mais como um primo do que um gêmeo – está próximo disso.

11. Estrela de diamante

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Em junho, os astrônomos revelaram que esta recém-descoberta estrela é uma anã branca tão fria (para uma estrela, já que ela ainda tem uma temperatura de quase 3.000 graus) que seus átomos de carbono se cristalizaram em um diamante e ela nem sequer brilha direito mais. Ela também orbita um pulsar (à esquerda na ilustração), uma estrela giratória densa como um núcleo atômico.

10. A formação de uma gigante

descobertas espaciais 10
 Esta ilustração descreve o MY Camelopardalis, um sistema de duas jovens estrelas que orbitam-se tão de perto que estão se tocando. Elas irão eventualmente se fundir em uma única estrela 60 vezes mais pesada do que o sol. Os astrônomos acreditam que a maioria das estrelas extremamente massivas se formam desta forma. A descoberta, publicada em dezembro, pode ser o primeiro exemplo conhecido de um cenário como esse.

9. Visitante em marte

descobertas espaciais 9
 Este é o cometa Siding Spring passando por Marte em outubro. O cometa se aventurou a 140 mil km do planeta, o mais próximo que alguém já viu um cometa chegar de um planeta sem bater nele. Uma trilha de detritos caiu sobre a atmosfera marciana, gerando uma chuva de meteoros. Os meteoros criaram íons na atmosfera, que foram detectados por várias naves espaciais em órbita em torno do planeta vermelho.

8. A sobrevivente

descobertas espaciais 8
 Na metade do ano, os astrônomos estavam ansiosos para assistir a uma bola misteriosa de gás chamada G2 ser engolida pelo buraco negro supermassivo no centro da galáxia. Mas a bola, o objeto de laranja nesta ilustração, escapou da digestão. Para explicar a sua sobrevivência surpreendente, astrônomos propuseram que ele na verdade é uma estrela. Outros discordam, e ainda dizem que é uma bola de gás.

7. Anéis em um asteroide

Artist’s impression close-up of the rings around Chariklo
 Anéis não são mais apenas para planetas como Saturno. Em março, os astrônomos anunciaram que um objeto parecido com um asteroide tem um sistema de anéis, visto nesta arte. O objeto de 247 quilômetros, chamado Chariklo, orbita entre Saturno e Urano. Seus anéis são densos e cheios de gelo, tornando-os relativamente brilhantes, como uma versão em miniatura de Saturno.

6. Buracos negros irmãos

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 Acredita-se que quase todas as grandes galáxias têm um buraco negro supermassivo no centro. Mas os astrônomos descreveram este ano outra galáxia que parecia ter três buracos negros. Outras observações levantam dúvidas sobre o trio, no entanto, o que sugere que dois dos buracos negros são apenas um.


5. Água sendo borrifada no espaço


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 Em janeiro, o observatório espacial Herschel descobriu jatos de água saindo de Ceres, o maior objeto no cinturão de asteroides. Os cientistas pensam que jatos de vapor de água brotam quando Ceres se aproxima do sol – talvez devido a sublimação do gelo da superfície. Ceres é imaginado como uma rocha, coberto de gelo tão espesso que teria mais água doce do que a Terra.

4. Irmão caçula no sistema solar

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Em março, os astrônomos anunciaram que encontraram o que é provavelmente o planeta anão com a órbita mais distante conhecida, variando entre 11 bilhões e 67 bilhões de quilômetros de distância do sol. O nome oficial do objeto é 2012 VP113, mas ele tem sido apelidado de “VP” ou “Biden”, em homenagem ao vice-presidente estadunidense. O único outro objeto com uma órbita semelhante é conhecido como Sedna, descoberto mais de 10 anos atrás.

3. Sistema planetário em formação

ALMA image of the protoplanetary disc around HL Tauri
O telescópio ALMA, no Chile, capturou esta pequena imagem de um sistema planetário. Uma estrela forma-se a partir de uma nuvem de gás e poeira, que achata conforme ela gira. Partículas de poeira eventualmente se juntam para formar os planetas, que podem esculpir anéis e lacunas no disco. Esta imagem, lançada em novembro, mostra o mais detalhado sistema planetário jovem registrado, revelando uma estrutura que anteriormente só havia sido retratada em desenhos.

2. Gigante em pedaços

descobertas espaciais 2
 Pela primeira vez, os astrônomos viram um asteroide se desfazendo em até 10 pedaços. O telescópio espacial Hubble capturou estas imagens do P/2013 R3 desmoronando ao longo de vários meses, de outubro de 2013 a janeiro de 2014.


1. Pequeno demais para nós dois
descobertas espaciais 1
 Em setembro, os cientistas anunciaram que encontraram um buraco negro que parece grande demais para sua galáxia, uma anã ultracompacta chamada M60-UCD1. O buraco negro pesa 21 milhões de vezes a massa do sol, mais de cinco vezes o buraco negro na Via Láctea, enquanto sua galáxia hospedeira tem meros um seiscentésimo do diâmetro da Via Láctea.
Fonte: Wired

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