30 de jun de 2017

Físicos estudam buracos negros na banheira

O vórtice na água funciona como um análogo de um buraco negro.[Imagem: University of Nottingham]
Buraco negro na banheira
Na busca de compreender a verdadeira anatomia de um buraco negro, uma equipe da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, adotou um enfoque inusitado. 
Eles criaram uma banheira especial para estudar buracos negros.
E parece ter dado certo, porque eles conseguiram comprovar um fenômeno conhecido como superradiância.
"Esta pesquisa tem sido particularmente empolgante de se trabalhar, já que juntou a experiência de físicos, engenheiros e técnicos para alcançar nosso objetivo comum de simular as condições de um buraco negro e provar que a superradiância existe. Acreditamos que nossos resultados motivarão mais pesquisas sobre a observação da superradiância na astrofísica," disse a professora Silke Weinfurtner, coordenadora da equipe.
Cientistas estudam buracos negros na banheira
Foi necessário experimentar com ondas de várias frequências até que a superradiância se manifestasse. [Imagem: Theo Torres et al. - 10.1038/nphys4151]
Superradiância
O experimento na banheira baseou-se na teoria de que uma área imediatamente fora do horizonte de eventos de um buraco negro rotativo - o ponto gravitacional de não-retorno de um buraco negro - será arrastada pela rotação.
Isso implica que qualquer onda que entrar nesta região, mas não avançar além do horizonte do eventos, deverá ser desviada e sair com mais energia do que quando entrou - este é o efeito conhecido como superradiação, ou superradiância.
Em outros termos, a superradiância representa extração de energia de um buraco negro rotativo, sendo um precursor da radiação Hawking - uma versão quântica da superradiação do buraco negro.
Cientistas estudam buracos negros na banheira
A equipe, prestes a mergulhar em sua banheira em busca dos segredos dos buracos negros. [Imagem: University of Nottingham]
E a banheira?
Como não dá para estudar um buraco negro diretamente, os físicos precisam ser criativos. A equipe bolou então um "análogo", um fenômeno que lembra o objeto a ser estudado.
Neste caso, eles usaram o redemoinho que se forma quando a água de uma banheira escoa rapidamente pelo ralo.
A "banheira-negra" tem 3 metros de comprimento, 1,5 metro de largura e 50 centímetros de profundidade. Para fazer experimentos continuamente, a água é recirculada por um circuito fechado, garantindo que o redemoinho possa ser observado cuidadosamente.
A equipe foi então variando a frequência das ondas geradas até que o fenômeno da superradiância se manifestasse, o que pode ser verificado usado um aparato óptico especial, que a equipe chama de "sensor 3D da interface ar-fluido".
E as curiosidades do experimento não param na banheira: para medir o campo de fluxo - a velocidade com que o análogo do buraco negro gira - a equipe usou pequenos pontos furados em papel branco por uma máquina de costura caseira, apenas modificada ligeiramente para espetar a agulha nos pontos certos do papel.
Fonte: Inovação Tecnológica

Conheça o objeto mais gelado do universo

O Atacama Large millimeter Array (ALMA) uniu-se ao Hubble Space Telescope para fotografar a Nebulosa do Bumerangue, uma protonebulosa planetária na constelação de Centaurus, a 5 mil anos-luz da Terra. Este é o objeto mais gelado conhecido no inverso. Gases liberados pela estrela que está morrendo alcançam -270°C. Enquanto o ALMA captou a nebulosa alongada, o telescópio Hubble captou o brilho roxo no fundo. 
Fonte: HypeScience.com

Buracos negros em órbita explicados com supercomputador

mpressão de artista de um sistema binário massivo. Crédito: ESO/M. Kornmesser/S.E. de Min

Dois buracos negros, em próxima órbita um do outro. Será que se aproximaram lentamente, ou emergiram de duas estrelas em órbita? Juntamente com dois colegas de Amesterdão, Simon Portegies Zwart da Universidade de Leiden calculou que o segundo cenário é mais provável. A sua publicação, com base em simulações de computador, foi aceite pela revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
No início de junho de 2017, foi novidade pela terceira vez: dois buracos negros em fusão provocaram uma explosão de ondas gravitacionais. Os astrónomos, porém, não concordam sobre a formação dos buracos negros duplos. Uma hipótese é que dois buracos negros se formam bem longe um do outro, aproximando-se lentamente e só depois começam a orbitar-se respetivamente. A segunda hipótese diz que duas estrelas gigantes orbitam-se uma à outra, explodem e colapsam para formar dois buracos negros.

Mais frequente do que o esperado
Ed van den Heuvel (Universidade de Amesterdão), que em 1972 foi um dos primeiros astrónomos a estudar a evolução de estelas duplas massivas, é o autor principal do artigo atual. "Se os nossos cálculos estão corretos, os buracos negros duplos, com uma massa combinada de quinze a trinta vezes a do Sol, surgem mais frequentemente do que o esperado. Na nossa própria Via Láctea, por exemplo, e de acordo com novos cálculos, tal fusão de buracos negros ocorre uma vez a cada 100.000 anos. Claro, isto é ainda considerado raro em escalas humanas de tempo, mas é dez vezes mais do que se pensava."

"Little Green Machine"
Simon Portegies Zwart, que realizou as novas simulações no "seu" supercomputador, "Little Green Machine": "Quando a mais massiva das duas estrelas colapsa num buraco negro, há uma situação estável na qual a segunda estrela pode sobreviver por muito tempo antes de formar o segundo buraco negro. Entretanto, o primeiro buraco negro puxa uma grande quantidade de matéria da segunda estrela e ejeta grande parte novamente. Esta emissão em massa provoca um considerável encolhimento da órbita da estrela dupla. Então, quando a segunda estrela colapsa para formar outro buraco negro, uma estrela dupla íntima é formada por dois buracos negros que mais tarde se fundem."
Van den Heuvel: "Até agora, pensava-se que os binários quase sempre se fundiam numa única grande estrela e que depois formava um buraco negro. E que apenas em casos extremos com estrelas binárias numa órbita muito larga ou muito próxima é que um buraco negro duplo se formaria. Agora, mostramos que as condições não precisam de ser tão extremas."
Fonte: Astronomia OnLine

Dia Mundial do Asteroide é destaque no FTD Digital Arena

Atividade contará com programação exclusiva, incluindo apresentação especial sobre o tema

O Dia Mundial do Asteroide, comemorado no próximo dia 30, terá uma programação exclusiva no FTD Digital Arena. Uma sessão sobre “Asteroides e Chuvas de Meteoros”, será realizada no dia 1° de julho e estará entre as ações desenvolvidas pelo planetário. A atividade irá compor uma mobilização educativa realizada anualmente em diversos lugares do mundo.

Quem participar da sessão também poderá ver o Pallasite de Fukang, pedaço de meteorito que foi encontrado na região Fukang - China. Com 1003kg, um pedaço do objeto foi dividido em 250 fatias e cada uma delas foi numerada. A fatia a ser exposta na sessão do FTD Digital Arena é a de número um.

Realizada às 16h do mesmo dia, a sessão abordará curiosidades sobre asteroides e as chuvas de meteoros. Orientada pelo físico e professor de astronomia, João Carlos de Oliveira, a atividade explicará o surgimento do Dia Mundial do Asteroide, o que é um asteroide e no que eles consistem e quais serão os próximos objetos a se aproximarem da Terra.

Além disso, às 14h será apresentada a sessão “As Fronteiras do Sistema Solar”, que irá responder questões como as condições que permitem a existência da vida na Terra, se há possibilidades de existência de vida em outros lugares, se vivemos em um planeta especial, além de falar sobre os astros que formam o Sistema Solar, suas características e como as definimos. Às 15h, será exibido o filme fulldome 360º “Bugs! Uma Aventura na Floresta Tropical”.

Serviço: Atividades no Planetário no Dia Mundial do Asteroide
Data: 01/07 – sábado

As Fronteiras do Sistema Solar
Horário: às 14h.
Apresentação filme fulldome 360° Bugs! Uma Aventura na Floresta Tropical
Horário: às 15h.
Corpos Menores – Asteroides e Chuvas de Meteoros
Horário: às 16h.
Local: FTD Digital Arena (Rua Imaculada Conceição, 1155, Prado Velho – Portão 1 da PUCPR).
Informações: 3271 -6322 | www.ftddigitalarena.com.br.
Valor: R$ 30,00 (inteira) | R$ 15,00 (meia-entrada) | Condições especiais para pacote família.

29 de jun de 2017

O sistema estelar R AQUARII

A estrela variável já bem conhecida e visível a olho nu, R Aquarii, é na verdade uma sistema estelar binário em interação, ou seja, duas estrelas que parecem ter uma relação simbiótica bem próxima. Localizado a aproximadamente 710 anos-luz de distância da Terra, o sistema consiste de uma estrela do tipo gigante vermelha fria e uma quente e densa estrela do tipo anã branca, que estão numa órbita mútua ao redor de um centro de massa comum. 
A luz visível do sistema binário é dominada pela gigante vermelha, ela própria é na verdade uma estrela variável do tipo Mira de longo período. Mas o material no envelope estendido da estrela gigante está sendo puxado pela gravidade para a superfície da anã branca, menor, e mais densa, eventualmente disparando explosões termonucleares e ejetando assim material para o espaço. Os dados ópticos em vermelho na imagem acima, mostram o anel de expansão de detritos originado de uma explosão que deve ter sido observada no início dos anos 1770. 
A evolução dos eventos energéticos menos entendidos que produzem emissões de alta energia no sistema R Aquarii tem sido monitorada desde os anos 2000 usando os dados do Observatório Espacial de Raios-X Chandra, esses dados são mostrados em azul na imagem. O campo de visão da imagem acima tem menos de 1 ano-luz de diâmetro na distância estimada do sistema R Aquarii.

Magnetares, os misteriosos imãs gigantes do universo

Os magnetares são um dos objetos mais extremos e misteriosos do espaço. Eles são surpreendentemente pequenos, incrivelmente densos e, como o próprio nome sugere, eles possuem uma atração magnética inacreditável.
No estágio final da vida de uma estrela, ela explode em uma supernova. À medida que ela colapsa sobre si mesma, ofusca todas as suas vizinhas antes de desaparecer lentamente. Se a estrela viva fosse grande o suficiente, ela se transforma em uma estrela de nêutrons: uma estrela tão densa que, embora geralmente seja do diâmetro de uma cidade pequena, uma colher de chá de sua matéria pesa pelo menos um bilhão de toneladas.
Enquanto isso, elas giram muito rapidamente. Centenas de vezes por segundo rápido. Toda essa densidade equivale a um campo magnético realmente poderoso – cerca de um trilhão de vezes mais poderoso que o da Terra. Magnetares, os cientistas não têm certeza do porquê, são uma forma especialmente magnética de estrela de nêutrons. Seus campos magnéticos são cerca de 1.000 trilhões de vezes o da Terra.
Os cientistas estiveram na busca por magnetares desde 1979, quando um choque de raios gama (mais tarde identificado como proveniente do magnetar SGR 0525-66) pulsou através do sistema solar, resultando em distúrbios em equipamentos espaciais e anormalidades atmosféricas. Nas décadas passadas, menos de 25 estrelas de nêutrons de cerca de 2.000 em toda a galáxia foram chamadas de magnetares, embora um punhado de outras candidatas ainda estejam esperando confirmação. Do ponto de vista da Terra, isso é bom.
Há pouco mais de uma década, em 2004, os efeitos de uma explosão, ou “terremoto estelar”, do SGR 1806-20, (que fica a 50.000 anos-luz de distância), foram poderosos o bastante para impactar a Terra. Ele danificou e desativou satélites, e até parcialmente ionizou a atmosfera superior do planeta.
Fica fácil entender por que os magnetares ganharam o status de ímãs mais poderosos descobertos no universo até agora. Na verdade, o campo magnético de um magnetar é tão poderoso que, mesmo se um ser humano estivesse a 1.000 quilômetros de um, teria seu sistema nervoso destruído e sua estrutura molecular alterada. Apenas um pouco mais perto e a força gravitacional literalmente o rasgaria inteiro – começando no nível atômico. Para nossa sorte, o mais próximo está a milhares de anos-luz de distância. Por enquanto, os cientistas terão que estudar estas raridades do espaço de longe. 
Fonte: HypeScience.com 

28 de jun de 2017

Exoplaneta J1407b possui sistema de anéis 200 vezes maior do que Saturno

Os astrônomos do Observatório de Leiden, na Holanda, e da Universidade de Rochester, nos EUA, descobriram que o sistema de anéis que eles observaram eclipsar a jovem estrela J1407 é de proporções enormes, muito maior e mais pesado do que o sistema de anéis de Saturno. O sistema – o primeiro de seu tipo a ser encontrado fora do nosso Sistema Solar – foi descoberto em 2012 por uma equipe liderada por Eric Mamajek, de Rochester.
Uma nova análise dos dados, liderada por Matthew Kenworthy, de Leiden, mostra que o sistema de anéis consiste em mais de 30 anéis, cada um deles com dezenas de milhões de quilômetros de diâmetro. Além disso, eles encontraram lacunas nos anéis, que indicam que satélites (“exoluas”) podem ter se formado.
“Os detalhes que vemos na curva de luz são incríveis. O eclipse durou várias semanas, mas você vê mudanças rápidas em escalas de tempo de dezenas de minutos como resultado de estruturas finas nos anéis “, diz Kenworthy. “A estrela está muito longe para observarmos os anéis diretamente, mas podemos fazer um modelo detalhado com base nas variações de brilho rápido na luz das estrelas que passam pelo sistema de anéis. Se pudéssemos substituir os anéis de Saturno com os anéis em torno de J1407b, eles seriam facilmente visíveis à noite e seriam muitas vezes maiores que a Lua cheia”.

Super Saturno

“Este planeta é muito maior do que Júpiter ou Saturno, e seu sistema de anéis é aproximadamente 200 vezes maior do que os anéis de Saturno são hoje”, disse o co-autor Mamajek, professor de física e astronomia da Universidade de Rochester. “Você poderia pensar nisso como um super Saturno”.
Os astrônomos analisaram dados do projeto SuperWASP – uma pesquisa projetada para detectar gigantes de gás que se movem na frente de sua estrela principal. Em 2012, Mamajek e colegas da Universidade de Rochester relataram a descoberta da jovem estrela J1407 e os seus eclipses incomuns, e propuseram que estes fossem causados ​​por um disco formador de luas em torno de um jovem planeta gigante ou de uma anã marrom.
Em um terceiro estudo, mais recente, liderado por Kenworthy, a ótica adaptativa e a espectroscopia Doppler foram utilizadas para estimar a massa do objeto circundado. Suas conclusões com base nestes e em artigos anteriores sobre o intrigante sistema J1407 é que ele provavelmente era um planeta gigante – ainda não observado – com um gigantesco sistema de anéis responsável pelo apagamento repetido da luz de J1407.
A curva de luz informou aos astrônomos que o diâmetro do sistema de anel é de quase 120 milhões de quilômetros, mais do que duzentas vezes maior que os anéis de Saturno. O sistema de anéis provavelmente contém aproximadamente o valor de massa da Terra em partículas de poeira que obscurecem a luz.

Eclipse

Mamajek coloca em contexto a quantidade de material contida nesses discos e anéis. “Se você moesse as quatro grandes luas galileanas de Júpiter em pó e gelo e espalhasse o material sobre suas órbitas em um anel ao redor de Júpiter, o anel seria tão opaco que um observador distante que visse o anel passar na frente do Sol veria um eclipse muito profundo e de vários dias “, diz Mamajek. “No caso de J1407, vemos os anéis bloqueando tanto quanto 95% da luz desta jovem estrela durante dias, então há muito material lá que poderia então formar satélites”.
Nos dados, os astrônomos encontraram pelo menos um espaço limpo na estrutura de anéis, o que está mais claramente definido no novo modelo. “Uma explicação óbvia é que um satélite se formou e esculpiu essa lacuna”, diz Kenworthy. “A massa do satélite poderia estar entre a da Terra e a de Marte. O satélite teria um período orbital de aproximadamente dois anos em torno de J1407b”.
Os astrônomos esperam que os anéis se tornem mais finos nos próximos vários milhões de anos e eventualmente desapareçam à medida que os satélites se formarem a partir do material nos discos.
“A comunidade de ciência planetária tem teorizado por décadas que planetas como Júpiter e Saturno teriam tido, em estágio inicial, discos em torno deles que levaram à formação de satélites”, explica Mamajek. “No entanto, até que descobrimos esse objeto em 2012, ninguém tinha visto um sistema destes. Esta é a primeira imagem da formação de satélites em escalas de um milhão de quilômetros em torno de um objeto substelar”.
Os astrônomos estimam que J1407b tenha um período orbital de aproximadamente uma década de duração. A massa de J1407b tem sido difícil de medir, mas está provavelmente na faixa de cerca de 10 a 40 massas de Júpiter.
Os pesquisadores incentivam astrônomos amadores a ajudar a monitorar J1407, o que ajudaria a detectar o próximo eclipse dos anéis e identificar o período e a massa do seu companheiro anelado. As observações de J1407 podem ser comunicadas à Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO). Enquanto isso, os astrônomos estão buscando outros levantamentos fotométricos à procura de eclipses causados por sistemas de anéis ainda não descobertos.
Kenworthy acrescenta que encontrar eclipses de mais objetos como o companheiro da J1407 “é a única maneira viável que temos de observar as primeiras condições de formação de satélites em um futuro próximo. Os eclipses da J1407 nos permitirão estudar as propriedades físicas e químicas dos discos circumplanetários de geração de satélite”. 

27 de jun de 2017

Um trio de satélites irá caçar ondas gravitacionais no espaço

A caça por ondas gravitacionais está se aperfeiçoando em breve. Um detector espacial chamado de Laser Interferometer Space Antenna, ou LISA, foi uma das missões selecionadas para fazer parte do programa científico da ESA, como foi anunciado em 20 de Junho de 2017.
O LISA irá consistir de três satélites idênticos arranjados numa forma triangular, que irá vagar pelo espaço numa órbita ao redor do Sol logo atrás da Terra. A sonda irá usar lasers para detectar mudanças na distância entre cada satélite. Essas mudanças podem indicar a passagem de ondas gravitacionais, as ondulações do espaço tempo que corpos massivos, como os buracos negros, geram ao se mover.
A sonda foi originalmente planejada como uma missão conjunta entre a NASA e a ESA, mas a NASA saiu do projeto em 2011, devido a cortes no orçamento. Em Dezembro de 2015, a ESA lançou o satélite único, chamado de LISA Pathfinder, para testar o conceito, e tudo passou pelo teste. O interesse no LISA aumento em 2016 depois que os pesquisadores que trabalham no LIGO, detectores similares só que em Terra, anunciaram que eles tinham finalmente detectado as ondas gravitacionais. O LIGO é ajustado para detectar a fusão de objetos densos como estrelas de nêutrons ou buracos negros de massa estelar.
O LISA, por outro lado será sensível a colisões de objetos mais massivos, como os buracos negros supermassivos que abrigam o centro das galáxias. O desenho da missão e o custo estão sendo completados e se tudo correr como o planejado, o LISA será lançado em 2034.
Fonte:SPACE TODAY

Nêmesis: Novas pistas de que o Sol teve uma irmã gêmea

Imagem de um sistema estelar triplo na nuvem molecular Perseus. [Imagem: Bill Saxton/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NRAO/AUI/NSF]

Estrelas binárias
Depois das previsões teóricas sobre o Planeta Nove e o Planeta Dez, agora os astrônomos têm um novo alvo para seus telescópios: uma estrela gêmea do Sol.Cientistas afirmam que é "quase praticamente certo" que o nosso Sol teve um gêmeo quando nasceu há 4,5 bilhões de anos - embora não seja um gêmeo idêntico.
Mais do que isso, o físico Steven Stahler, da Universidade da Califórnia em Berkeley, e Sarah Sadavoy, radioastrônoma do Observatório Astrofísico Smithsoniano, afirmam que praticamente todas as estrelas nascem aos pares - e muitas em ninhadas bem mais prolíficas.
Estrela gêmea do Sol
Muitas estrelas têm companheiras, incluindo nossa vizinha mais próximo, Alfa Centauro, um sistema trigêmeo. Os astrônomos têm procurado uma explicação para isso há muito tempo: Será que os sistemas de estrelas binárias e trinárias nasceram desse jeito? Ou será que uma estrela capturou a outra? As estrelas binárias podem se separar e se tornar estrelas solteiras?
Os astrônomos procuram uma eventual companheira para o nosso Sol há tanto tempo que essa estrela hipotética até já foi batizada: Nêmesis. Ela seria necessária para explicar um notável padrão nas quedas de cometas e asteroides sobre a Terra, incluindo aquele que supostamente exterminou os dinossauros. Esses corpos celestes caem na Terra em "ondas", que poderiam ser causadas pela aproximação de um corpo celeste de grande massa. Mas Nêmesis ainda não foi localizada.
A nova pista para a existência de Nêmesis veio do rastreamento por radiotelescópios de uma nuvem molecular gigante repleta de estrelas recém-formadas na constelação Perseus e de um modelo matemático que consegue explicar as observações de Perseus apenas se todas as estrelas parecidas com o Sol tiverem nascido com uma companheira.
Nêmesis: Novas pistas de que o Sol tem uma irmã gêmea
As estrelas binárias em Perseus formam-se em núcleos ovalados densos. [Imagem: SCUBA-2/Sarah Sadavoy/CfA]
"Nós rodamos uma série de modelos estatísticos para ver se poderíamos explicar as populações relativas de estrelas jovens solteiras e binárias de todas as separações na nuvem molecular Perseus e o único modelo que consegue reproduzir os dados é aquele no qual todas as estrelas se formam inicialmente como binários amplos. Esses sistemas, então, ou diminuem ou se separam dentro de um milhão de anos. Estamos dizendo, sim, provavelmente houve uma Nêmesis, há muito tempo," disse Stahler.
Estrela perdida
O termo "binário amplo" significa que as duas estrelas são separadas por mais de 500 unidades astronômicas, ou ua, equivalente à distância média entre o Sol e a Terra. Um companheiro binário amplo para o nosso Sol estaria 17 vezes mais longe da nossa estrela do que seu planeta mais distante conhecido até hoje, Netuno.
"A ideia de que muitas estrelas se formam com uma companheira já foi sugerida antes, mas a questão é: quantas?" comentou Sarah Sadavoy. "Com base em nosso modelo simples, afirmamos que quase todas as estrelas se formam com uma companheira. A nuvem de Perseus é geralmente considerada uma região típica de formação de estrelas de pequena massa, mas nosso modelo precisa ser verificado em outras nuvens".
Mas talvez os astrônomos não devam sair correndo em busca da irmã gêmea do Sol. Com base no modelo, a irmã do Sol provavelmente escapou e se encontra hoje misturada com todas as outras estrelas na nossa região da Via Láctea, sendo virtualmente impossível identificá-la. Se for assim, ela não seria a responsável pelas ondas de asteroides e cometas que caem periodicamente sobre a Terra.
FONTE: INOVAÇÃO TECNOLÓGICA

26 de jun de 2017

Telescópio Cherenkov quer desvendar luzes de altíssima energia

Observatório possibilitará estudar raios gama com precisão sem precedentes.[Imagem: CTA]
Luz de alta energia
Os raios gama poderão ser estudados, em breve, com precisão sem precedentes. Um consórcio composto por mais de 1.350 cientistas e engenheiros de 32 países, incluindo o Brasil, pretende construir até 2022 o Cherenkov Telescope Array (CTA), o maior observatório terrestre voltado a estudar essas partículas de luz (fótons) de altíssimas energias vindas do espaço.
Apesar de uma busca de mais de um século, ainda pouco se sabe sobre essas partículas de luz, suas fontes e o papel que desempenham em nossa galáxia e além dela.
"O CTA faz parte de uma nova geração de detectores de raios gama e pode possibilitar a identificação de mais de mil novos objetos emissores da radiação gama que chegam à Terra, produzidos por raios cósmicos [partículas, como prótons, elétrons e íons, que viajam com velocidades próximas à da luz]," disse Razmik Mirzoyan, pesquisador do Instituto de Física Max Planck de Munique, na Alemanha, em palestra durante evento promovido em São Paulo pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo).
Luz Cherenkov
Ao chegarem à Terra, os raios gama colidem com moléculas de ar e dão origem a partículas secundárias subatômicas, que caem em forma de cascatas, também conhecidas como chuveiros de ar ou de partículas.
Essas partículas de alta energia podem viajar mais rápido que a luz, dando origem a um flash azul semelhante a uma onda de choque produzida por um avião supersônico ao quebrar a barreira do som.
O matemático inglês Oliver Heaviside (1850 - 1925) calculou e previu as principais características de um fenômeno desse tipo, quando um elétron se move em um meio transparente com velocidade superior à da luz. O trabalho do cientista inglês, contudo, não foi apreciado pelos seus pares contemporâneos e foi esquecido.
Quase 50 anos depois das primeiras publicações de Heaviside sobre a previsão desse tipo de fenômeno - iniciadas em 1888 -, o físico russo Pavel Cherenkov (1904 - 1990) descobriu experimentalmente o efeito, que foi batizado de radiação ou luz Cherenkov.
"Em 1937, Cherenkov conseguiu medir a anisotropia [característica de um meio em que certas propriedades físicas variam em diferentes direções] desse tipo de emissão e submeteu um artigo relatando os resultados à Nature, mas a revista recusou a publicação do trabalho," disse Mirzoyan. "Felizmente, a revista Physical Review aceitou publicar o artigo em que Cherenkov mencionou a possibilidade de medir elétrons rápidos com carga negativa."
Telescópio Cherenkov quer desvendar luzes de altíssima energia
Os raios cósmicos ultra-energéticos são detectados por tanques de água especiais, conhecidos como detectores de Cherenkov. [Imagem: ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu]
Chuveiros de partículas
Em 1938, o físico francês Pierre Auger (1899 - 1993), ao posicionar detectores de partículas no alto dos Alpes, percebeu que dois deles, localizados a vários metros de distância um do outro, detectaram partículas que chegavam ao mesmo tempo, em cascatas.
E, em 1948, o físico britânico Patrick Blackett (1897 - 1940), ao estudar os raios cósmicos por meio de uma câmara de nuvens - um método de identificação de partículas subatômicas -, mencionou a probabilidade da existência de componentes leves de "luz Cherenkov" de partículas relativísticas em chuveiros de ar que poderiam contribuir marginalmente para a intensificação da luz do céu noturno.
A partir de então, começou a corrida para o desenvolvimento de detectores de "luz Cherenkov" de chuveiros de partículas produzidos tanto por raios cósmicos como por raios gama, ambos vindos do espaço. "Até então a 'luz Cherenkov' tinha sido detectada apenas em meios sólidos e líquidos", explicou Mirzoyan.
Telescópio Cherenkov quer desvendar luzes de altíssima energia
Uma erupção recorde de raios gama foi detectada recentemente pelo telescópio espacial Fermi, da NASA. [Imagem: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration]
Telescópios de raios gama
A atual geração de detectores de raios gama - formada pelo Sistema Estereoscópico de Alta Energia (HESS - High Energy Stereoscopic System), na Namíbia, o Observatório de Raios Gama (Magic), nas Ilhas Canárias, na Espanha, e o Veritas, no Arizona, nos Estados Unidos - começou a produzir resultados em 2003 e aumentou o número de objetos emissores de raios gama conhecidos de cerca de 10 para 100.
O CTA (Cherenkov Telescope Array) deverá aumentar esse catálogo 10 vezes ao detectar mais de mil novos objetos, uma vez que será 10 vezes mais sensível e terá uma precisão sem precedentes para detecção de raios gama de alta energia.
Esse aumento de sensibilidade e de precisão na detecção desses raios gama será possível em razão da área de coleta de dados e de uma combinação de três classes de telescópios Cherenkov para cobrir uma gama de energia que varia de 20 GeV a 300 TeV.
Enquanto os observatórios de raios gama atuais possuem, no máximo, cinco telescópios Cherenkov operando em conjunto, o CTA será composto por 100 telescópios terrestres de três tamanhos diferentes, divididos em um local no hemisfério Norte e a outra parte maior no hemisfério Sul.
No Hemisfério Sul, o observatório será construído no deserto do Atacama, no Chile, próximo ao telescópio ALMA (Atacama Large Milimeter Array). No hemisfério Norte será situado nas Ilhas Canárias, próximo ao Observatório Magic.
Dessa forma, o CTA terá uma área de coleta equivalente a mais de 1 milhão de metros quadrados (m2), o que permitirá uma cobertura de quase todo o céu, em um ângulo de 360º, aumentando a chance de capturar os chuveiros de partículas produzidos pelos raios gama.
Telescópio Cherenkov quer desvendar luzes de altíssima energia
Há também "explosões escuras" de raios gama - uma explosão dessas libera tanta energia quanto o Sol ao longo de toda a sua vida de 10 bilhões de anos. [Imagem: NAOJ]
Um evento por século
Embora a "luz Cherenkov" se espalhe sobre uma grande área (de 250 metros de diâmetro), o chuveiro de partículas dura apenas alguns bilionésimos de segundo e é muito raro, com uma taxa de ocorrência de um fóton de raios gama por m2 por ano a partir de uma fonte luminosa forte ou de um por m2 por século a partir de uma fonte luminosa fraca.
Cada telescópio terá uma montagem que permitirá apontar rapidamente para os alvos almejados e será composto de um grande espelho segmentado para refletir a "luz Cherenkov" para uma câmera de alta velocidade.
Por meio das imagens obtidas da câmera será possível digitalizar e gravar a imagem do chuveiro de raios gama para um estudo mais aprofundado de suas fontes cósmicas, como os arredores de buracos negros, remanescentes de supernovas, galáxias com núcleos ativos e pulsares.
Telescópio Cherenkov quer desvendar luzes de altíssima energia
Participação brasileira
O projeto de construção do CTA é estimado em 400 milhões de euros e o Brasil colabora no projeto em diferentes frentes. Uma delas é a construção do ASTRI Mini-Array - um arranjo menor de telescópios Cherenkov, que será o protótipo do observatório CTA -, em parceria com a Itália e a África do Sul.
O miniarranjo será composto por nove telescópios Cherenkov com espelho de 4,3 metros de diâmetro, que serão instalados na parte sul do CTA, no Chile, a partir de 2018.
O ASTRI terá uma sensibilidade superior à do HESS e atingirá energias acima de 100 TeV - equivalente a 100 trilhões de elétrons-volt. O telescópio protótipo do ASTRI foi inaugurado em Serra la Nave, na região de Catânia, na Itália, em setembro de 2014, e possui uma inovadora câmera focal modular com fotomultiplicadores de silicone, desenvolvida em parceria com engenheiros brasileiros do IAG-USP.
O grupo da professora Elisabete Dal Pino no IAG-USP é responsável pela construção de três dos nove telescópios do ASTRI por meio de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP.
Outro grupo de pesquisadores da USP de São Carlos também está desenvolvendo, por meio de outro Projeto Temático apoiado pela FAPESP, o suporte de câmera do telescópio de médio porte (MST) do CTA em parceria com a equipe alemã do Observatório.
Além disso, outro grupo de pesquisadores do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) está desenvolvendo componentes estruturais para os telescópios de grande porte (LST) do CTA.
"O protótipo dos telescópios ASTRI já está quase pronto, em fase final de testes, e a construção da parte mecânica e das estruturas dos nove telescópios será iniciada em breve", disse Elisabete.
Fonte: Inovação Tecnológica

Campo magnético de Urano muda todos os dias, mostra pesquisa

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ientistas do Instituto Georgia de Tecnologia, nos Estados Unidos, encontraram novas evidências de como o (estranho) campo magnético de Urano funciona. Segundo estudo publicado no periódicoJournal of Geophysical Research: Space Physics, o planeta possui uma esfera protetora que se fecha e abre aproximadamente a cada 17 horas. Diferente dos outros planetas do Sistema Solar, Urano rotaciona em uma inclinação de 98 graus em relação ao plano de sua órbita em torno do Sol. Seu campo magnético também se encontra inclinado cerca de 59 graus em relação ao seu eixo de rotação, além de não ser localizado exatamente no centro do planeta.

Com ajuda de um modelo computacional que simula as ações dos ventos solares, as pesquisadoras entenderam que o campo serve como proteção para Urano. Quando os dois movem-se na mesma direção, os ventos passam pelo planeta suavemente. Mas quando as partículas que sopram do Sol atingem determinado ângulo, o campo magnético uraniano se realinha, deixando apenas uma pequena quantidade delas passar por ele.O processo é chamado de reconexão magnética e occore aqui na Terra também, embora de forma menos frequente. As pesquisadoras acreditam que o movimento da barreira em Urano ocorre a cada 17 horas terrestres, resultando em auroras boreais constantes.
As especialistas ressaltam, porém, que só terão uma ideia precisa do que acontece no planeta quando uma sonda for enviada a ele. As únicas informações concretas existentes são resultado da passagem do Voyager 2 por Urano, em 1986, e mesmo assim, são muito poucas. A NASA pretende enviar uma nova máquina para lá em 2034, mas nada foi oficialmente planejado ainda.Descobrir mais sobre Urano e o funcionamento de seu campo magnético pode ajudar a compreender melhor os exoplanetas, já que a maioria também é uma grande bola de gelo como ele e seu vizinho Netuno. Entender como os ventos solares afetam sua superfície nos dirá mais da superfície dos mundos além do Sistema Solar.
Fonte: GALILEU

Betelgeuse capturada pelo ALMA


Esta mancha alaranjanda é a estrela próxima Betelgeuse, vista pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). É a primeira vez que o ALMA observa a superfície de uma estrela, sendo esta primeira tentativa resultado na imagem com a maior resolução conseguida até hoje para Betelgeuse.
Betelgeuse é uma das maiores estrelas conhecidas — com um raio de cerca de 1400 vezes superior ao do Sol no contínuo milimétrico. Situada a cerca de 600 anos-luz de distância na constelação de Orion, esta supergigante vermelha brilha intensamente, o que lhe dará uma vida curta. A estrela tem apenas cerca de 8 milhões de anos de idade, mas já está no processo de se transformar numa supernova. Quando isso acontecer, a explosão resultante poderá ser vista a partir da Terra, mesmo em plena luz do dia.
Esta estrela tem sido observada em muitos comprimentos de onda, em particular no visível, no infravermelho e no ultravioleta. Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, os astrônomos descobriram uma enorme pluma de gás quase tão grande como o nosso Sistema Solar e também uma bolha gigante em ebulição na superfície de Betelgeuse. Estas estruturas ajudam a explicar como é que a estrela perde gás e poeira a taxas elevadíssimas. Nesta imagem, o ALMA observou o gás quente da cromosfera inferior de Betelgeuse nos comprimentos de onda submilimétricos — onde temperaturas elevadas localizadas explicam a sua assimetria. O ALMA ajuda-nos assim a compreender as atmosferas extensas destas estrelas quentes e resplandescentes.

Homem deve voltar-se para o espaço, defende Stephen Hawking

As bases na Lua são um sonho antigo - mas continuam sendo um sonho, sem um projeto definido por falta de objetivos práticos.[Imagem: BBC]
Propósito para a humanidade
O físico britânico Stephen Hawking convocou países a enviarem astronautas à Lua até 2020. Para ele, é preciso também construir uma base lunar nos próximos 30 anos e enviar pessoas a Marte até 2025 - tudo isso pensando "no futuro da humanidade".
As previsões de Hawking almejam principalmente reacender programas espaciais globais, forjar novas alianças e dar à humanidade uma nova "sensação de propósito".
"Essa expansão para o espaço pode mudar completamente o futuro da humanidade", disse o físico britânico. "Tenho esperanças de que isso uniria países que competem entre si em torno de uma única meta, para enfrentar o desafio comum a todos nós. Um novo e ambicioso programa espacial serviria para engajar os mais novos e estimular o interesse deles em outras áreas, como astrofísica e cosmologia."
Futuro da humanidade
Questionado sobre se não seria melhor gastar o dinheiro disponível tentando resolver os problemas deste planeta, em vez de investi-lo no espaço, Hawking pontuou que é importante, sim, cuidar das questões urgentes daqui - mas agregou que pensar no espaço é importante para garantir o futuro da humanidade.
"Não estou negando a importância de lutar contra o aquecimento global e as mudanças climáticas aqui, ao contrário do que fez Donald Trump, que pode ter tomado a decisão mais séria e errada sobre esse tema que o mundo poderia esperar," disse - no início deste mês, o presidente norte-americano anunciou a saída dos EUA do Acordo de Paris, pacto climático que visa impedir o aumento das temperaturas globais.
No entanto, Hawking ressaltou que as viagens espaciais são essenciais para o futuro da humanidade, principalmente porque a Terra está sob ameaça - justamente por conta de problemas como o aquecimento global e a diminuição dos recursos naturais.
"Estamos ficando sem espaço aqui e os únicos lugares disponíveis para irmos estão em outros planetas, outros universos. É a hora de explorar outros sistemas solares. Tentar se espalhar por aí talvez seja a única estratégia que pode nos salvar de nós mesmos. Estou convencido de que os seres humanos precisam sair da Terra," afirmou o físico.
Mas, aparentemente, devemos ter cuidado com quem encontrarmos pelo caminho, já que Hawking também defendeu recentemente que a humanidade deve evitar contato com alienígenas.
Para o espaço e avante
O chefe da Agência Espacial Europeia (ESA), Jan Woerner, prevê a construção de uma base na Lua em 2024 e está colaborando com a Rússia para enviar uma sonda e testar um possível local para isso. A China já estipulou uma meta de enviar um astronauta à Lua em breve.
Já a NASA não tem planos de voltar à Lua por enquanto e vem focando seus esforços no plano de enviar astronautas a Marte até 2030. No entanto, se outras agências espaciais começarem a colaborar entre si para a construção de uma base lunar, seria difícil ver a NASA fora do empreendimento.
Para Hawking, o ponto principal é que não há futuro a longo prazo para nossas espécies na Terra: ele acha que seríamos atingidos por um asteroide novamente ou eventualmente engolidos pelo nosso próprio Sol. Ele ainda reforça que viajar para outros planetas distantes "elevaria a humanidade".
"Sempre que demos um novo salto, por exemplo a ida à Lua, unimos os povos e as nações, inauguramos novas descobertas e novas tecnologias", afirmou. "Deixar a Terra exige uma movimentação global, todos devem estar juntos nisso. Precisamos fazer renascer a empolgação dos primórdios das viagens espaciais, na década de 1960."
Para ele, a colonização de outros planetas já não é mais tema de ficção científica. "Se a humanidade quiser continuar (a viver) por mais milhões de anos, nosso futuro residirá na ousadia de ir onde ninguém mais ousou ir. Espero que seja para o melhor. Nós não temos outra opção."
Fonte: Inovação Tecnológica
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