16 de jun de 2017

Equipe da NEW HORIZONS examina novos dados do próximo alvo da SONDA

Paul Maley e Ted Blank, ambos da IOTA (International Occultation Timing Association), observam a ocultação do objeto da Cintura de Kuiper, 2014 MU69, na madrugada de dia 3 de junho de 2017, a partir do deserto de Karoo perto de Vosburg, África do Sul. O campo de visão do alvo - que continha tanto Plutão como MU69 - encontra-se na porção da Via Láctea vista aqui, na direção da constelação de Sagitário. Eles posicionaram o telescópio próximo de um pequena igreja, protegendo-o dos ventos que podiam surgir durante essa fria noite de inverno. A sonda New Horizons da NASA vai passar por MU69 no dia de 1 de janeiro de 2019. Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Henry Throop

Foi a campanha de observação de uma ocultação estelar mais tecnicamente desafiadora e complexa já tentada: pelo menos 54 equipes, com dúzias de telescópios espalhados por dois continentes, posicionados para capturar um vislumbre raro e de dois segundos de um pequeno e distante objeto da cintura de Kuiper a passar em frente de uma estrela. E não era um qualquer KBO - é o próximo alvo da missão New Horizons da NASA.
Durante a noite de 2 para 3 de junho, cerca de duas dúzias de membros da equipe da New Horizons e outros observadores da Argentina e da África do Sul esperavam capturar a fugaz sombra de 2014 MU69, que a nave New Horizons irá explorar num voo rasante no dia de Ano Novo de 2019.
"As estrelas alinharam-se para esta campanha de observação, que foi habilmente implementada pela equipe," afirma Adriana Ocampo, do programa New Horizons na sede da NASA em Washington, DC. "É incrível como a astronomia clássica - desde pequenos telescópios até alguns dos mais avançados observatórios da Terra - está a ajudar a New Horizons a planear o seu próximo 'flyby', e mostra quão verdadeiramente global é a exploração espacial."
Todas as 54 equipes telescópicas recolheram dados, relata Alan Stern, investigador principal, acrescentando que os cientistas já começaram a estudar esses dados quando voltaram para casa na semana passada.
"Muita coisa tinha que correr bem para executarmos corretamente uma campanha de observação tão grande," explica Stern, do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado norte-americano do Colorado. "O objetivo principal dessas observações era procurar perigos; o segundo era tentar vislumbrar a ocultação estelar do próprio MU69, a fim de determinar o seu tamanho com precisão. O estudo das dúzias de conjuntos de dados destes dois objetivos vai demorar algumas semanas."

Posicionamento quase perfeito
Marc Buie, coinvestigador da New Horizons, no SwRI, que liderou a campanha, enfatizou que os dados da missão Gaia da ESA e do Telescópio Espacial Hubble foram fundamentais para o planeamento das observações. "Sem o Gaia e o Hubble, duvido que pudéssemos ter tido um nível tão alto de sucesso," concorda Stern, "o Gaia e o Hubble foram cruciais para esse sucesso e agradecemos a ambos."
A combinação das posições estelares do Gaia com as imagens do Hubble forneceu a informação necessária para prever o caminho estreito da sombra de MU69 pela Terra. "Os dados estelares do Gaia foram críticos nesta operação," afirma Buie. "Sem eles, não havia maneira de prever um percurso tão preciso."

Observando no ar e no solo
A New Horizons tem mais duas chances para observar ocultações estelares de MU69 este verão, no dia 10 de julho e no dia 17 de julho. No dia 10 de julho, a equipa irá utilizar o poderoso telescópio aéreo de 2,5 metros (100 polegadas) do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) da NASA; o ponto de vista do avião, acima das nuvens, irá remover o mau tempo como obstáculo à observação e o SOFIA poderá fornecer dados melhores do que os telescópios mais pequenos utilizados na ocultação que já teve lugar. No ar, o SOFIA fornecerá o melhor ponto de vantagem para observar a ocultação de dia 10 de julho, uma vez que a sombra cai no meio do Oceano Pacífico.
No dia 17 de julho, os membros da equipe da New Horizons vão novamente utilizar duas dúzias de pequenos telescópios móveis (40 centímetros em diâmetro) nas terras no extremo sul da Patagónia, Argentina, para observar o terceiro e último evento, que proporciona uma estrela muito mais brilhante para estudar, ainda mais profundamente, quaisquer detritos em torno de MU69.
Fonte: Astronomia OnLine

Nosso Sol pode ter nascido com um gêmeo mau: a estrela Nêmesis

Um novo paradigma sobre como as estrelas são formadas fortaleceu a hipótese de que a maioria delas – se não todas – nascem em pares ou “ninhadas”, com ao menos um irmão. Nossa própria estrela central, rainha do Sistema Solar, provavelmente não é uma exceção: alguns astrônomos suspeitam de que o irmão distante do Sol possa ser o seu gêmeo mau, responsável, segundo eles, pela morte dos dinossauros.
Depois de analisar os dados de uma pesquisa via ondas de rádio, realizada em uma nuvem de poeira na constelação de Perseus, dois pesquisadores da UC Berkeley e do Observatório Astrofísico de Harvard-Smithsonian concluíram quem todas as estrelas semelhantes ao Sol nasceram acompanhadas.
“Conduzimos séries de modelos estatísticos para verificar se há explicação para as populações parentais de jovens estrelas, singulares e binárias, dentre todas as separações que ocorreram na Nuvem Molecular de Perseu. O único modelo que poderia reproduzir esses dados foi aquele no qual todas as estrelas se formaram inicialmente em extensão binária”, disse o pesquisador da UC Berkeley, Steven Stahler.

Hipóteses e descobertas

Durante anos, os astrônomos se perguntaram se o grande número de sistemas binários e triplos das estrelas em nossa galáxia são criados próximos um ao outro, ou se eles se juntam depois de se formarem. A hipótese de nascerem em conjunto tem sido a mais aceita, e as simulações desenvolvidas nas últimas décadas mostraram que quase todas as estrelas poderiam nascer em versões múltiplas, que muitas vezes se afastam por conta própria.
Evidências empíricas que sirvam de suporte às simulações têm sido limitadas, infelizmente, o que faz desse novo trabalho uma pesquisa muito interessante.  Nosso trabalho é caminhar um passo à frente para entender como os binários se formam, e também o papel que desempenham na evolução estelar em seus primeiros estágios”, disse Stahler.

Procedimento

Os pesquisadores mapearam ondas de rádio que escoaram de dentro de um denso casulo de poeira, a cerca de 600 anos-luz de distância da Terra, que continha todo um “berçário” de jovens estrelas. A pesquisa permitiu um censo de estrelas com menos de um milhão de anos, chamadas de estrelas Classe 0 – não mais do que bebês, em termos estelares – e as um pouco mais velhas, entre 500 mil e um milhão de anos, chamadas de estrelas Classe 1.
Comparando informações sobre os formatos da nuvem de poeira ao redor, os cientistas encontraram 45 estrelas solitárias, 19 sistemas binários e outros cinco sistemas que continham mais de duas estrelas. Enquanto antigos resultados previram que todas as estrelas nasceram de modo binário, agora os cientistas mudaram suas conclusões para levar em conta as limitações do modelo de pesquisa, ao afirmar que a maioria das estrelas formadas dentro dos núcleos densos de poeira nascem com um parceiro – mas não todas elas.
“Acredito que temos a evidência mais forte até agora para garantir tal afirmação”, disse Stahler. 
Observando-se atentamente as distâncias entre as estrelas, os pesquisadores descobriram que todas as estruturas binárias separadas por um intervalo de 500 Unidades Astronômicas (UAs) ou mais eram Classe 0, e estavam alinhadas ao eixo da novem oval ao seu redor. Estrelas Classe 1, por sua vez, tendiam a estar mais próximas – em cerca de 200 UA – e não estavam alinhadas ao formato “oval”.

“Ainda não sabemos exatamente o que isso significa, mas não é um dado aleatório e deve informar algo sobre a forma como os binários se formam”, disse Sarah Sadavoy do Observatório Astrofísico Harvard-Smithsonian.

O gêmeo do Sol

Se a maioria das estrelas nascem com um parceiro, onde está o irmão do nosso Sol?
Uma distância de 500 UA equivale a aproximadamente 0,008 anos-luz, ou a quase três dias-luz. Para colocar os dados em perspectiva: Netuno situa-se a 30 UA de distância; a sonda Voyager 1 está a menos de 140 UA e a estrela conhecida mais próxima – a Proxima Centauri – localiza-se a 268.770 UA de distância da Terra.
Isso quer dizer que, se o Sol tem um irmão gêmeo, certamente não é fácil vê-lo em nossa vizinhança.
Porém, existe a hipótese de que o nosso Sol tem um gêmeo das trevas que, vez ou outra, gosta de agitar as coisas. Nomeado como “Nemesis”, essa – em tese – estrela causadora de problemas foi proposta como um motivo por trás do aparente ciclo de extinções em massa na Terra, a cada 27 milhões de anos, inclusive o ciclo que eliminou a maioria dos dinossauros.
Um astrônomo da Universidade da Califórnia, em Berkeley, chamado Richard Muller, sugeriu há 23 anos que uma estrela aná vermelha que esteja a 1,5 anos-luz de distância poderia, periodicamente, viajar entre os limites exteriores mais gelados do nosso Sistema Solar, abalando estruturas com a sua gravidade, chutando mais pedras do caminho espacial em nossa direção.
Uma estrela de passagem mais fraca e opaca, como uma anã marrom, também poderia explicar outras anomalias às margens do nosso Sistema Solar, como a órbita curiosa e extensa do planeta anão Sedna.  Não há o menor sinal de Nemesis, mas cabe na conta a existência de um parceiro binário do nosso Sol perdido por aí: “Estamos dizendo que, sim, provavelmente houve uma Nemesis há muito tempo”, disse Stahler.
Nesse caso, nosso Sol teria acumulado a maior parte da poeira e do gás, deixando o seu gêmeo menor e mais escuro. Não admira que ele esteja um pouco irritado. Essa pesquisa consta atualmente no website arXiv.org, e foi aceita para publicação em uma próxima edição da Monthly Notices, administrada pela Royal Astronomical Society.
Fonte: ScienceAlert 

Esta missão espacial da Nasa nunca foi realizada antes

Quase 50 anos depois que a astrofísica britânica Jocelyn Bell descobriu a existência de estrelas de nêutrons de rotação rápida, a NASA lançará a primeira missão mundial dedicada ao estudo desses objetos incomuns. A agência também usará a mesma plataforma para realizar a primeira demonstração mundial de navegação por raios-X no espaço.
A NASA planeja lançar o Neutron Star Inside Composition Explorer, ou NICER, a bordo do SpaceX CRS-11, uma missão de reabastecimento de carga para a Estação Espacial Internacional a ser lançada a bordo de um foguete Falcon 9.
Cerca de uma semana após a sua instalação como uma carga útil anexada externa, essa pesquisa única começará a observar as estrelas de nêutrons, os objetos mais densos do universo. A missão se concentrará especialmente em pulsares – aquelas estrelas de nêutrons que parecem piscar e desligar porque a sua rotação varre os feixes de radiação, como um farol cósmico.
“O momento deste lançamento é apropriado”, explica Keith Gendreau, cientista do Centro de Vôos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, nos EUA, que liderou o desenvolvimento da missão, envolvendo também o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o Laboratório de Pesquisa Naval e universidades em todo os EUA e no Canadá. Embora a equipe tenha completado e entregado a carga útil do tamanho de uma geladeira equipada com 56 telescópios de raios-X e detectores de silício antes do horário no verão passado, uma oportunidade de lançamento não ficou disponível até 2017.
Logo após o 50º aniversário da descoberta de Bell, em 25 de julho, a equipe do NICER deveria ter coletado dados suficientes para “fazer um pouco de barulho”, acrescentou o pesquisador principal adjunto do NICER, Zaven Arzoumanian, referindo-se a conferências científicas este ano, incluindo uma celebrando a detecção de Bell de sinais pulsantes regulares que mais tarde foram identificados como estrelas de nêutrons rotativas.

Natureza extrema

Devido à sua natureza extrema, as estrelas de nêutrons e os pulsares despertaram um grande interesse, uma vez que sua existência foi teoricamente proposta em 1939 e depois descoberta em 1967.
Esses objetos são os restos de estrelas maciças que, depois de esgotarem seu combustível nuclear, explodiram e se tornaram esferas superdensas do tamanho da cidade de Nova York. Sua intensa gravidade esmaga uma quantidade surpreendente de matéria – muitas vezes mais do que 1,4 vezes o tamanho do sol ou pelo menos 460.000 Terras – nessas esferas de tamanho de uma cidade, criando uma matéria estável, porém incrivelmente densa, não vista em nenhum outro lugar do universo. Apenas uma colher de chá de matéria em uma estrela de nêutrons pesaria um bilhão de toneladas na Terra.
“A natureza da matéria sob estas condições é um problema não resolvido de décadas”, diz Gendreau. “As teorias apresentaram uma série de modelos para descrever a física que rege os interiores das estrelas de nêutrons. Com o NICER, podemos finalmente testar essas teorias com observações precisas”.
Embora as estrelas de nêutrons emitam radiação em todo o espectro, observá-las na banda de raios X energética oferece os maiores conhecimentos sobre sua estrutura e os fenômenos de alta energia que elas hospedam, incluindo terremotos, explosões termonucleares e os campos magnéticos mais poderosos conhecidos no cosmos.
Durante a sua missão de 18 meses, o NICER irá coletar raios X gerados a partir dos campos magnéticos tremendamente fortes das estrelas e dos pontos localizados em seus dois pólos magnéticos. Nesses locais, os campos magnéticos intensos dos objetos emergem de suas superfícies e partículas presas dentro desses campos caem e geram raios X quando atingem as superfícies das estrelas.
Nos pulsares, essas partículas que fluem emitem poderosos feixes de radiação da vizinhança dos pólos magnéticos. Na Terra – como Bell descobriu – esses feixes de radiação são observados como flashes de radiação variando de segundos a milésimos de segundo, dependendo da rapidez com que o pulsar gira.

Navegação por raios-X

Como essas pulsações são previsíveis, elas podem ser usadas como relógios celestiais, fornecendo sincronização de alta precisão, como os sinais de relógio atômico fornecidos através do Sistema de Posicionamento Global, também conhecido como GPS. Apesar de onipresente na Terra, os sinais de GPS diminuem quanto mais distante viajam além da órbita terrestre. Os pulsares, no entanto, são acessíveis praticamente em todo o espaço, tornando-os uma solução de navegação valiosa para a exploração do espaço profundo.
Usando o mesmo hardware do NICER, a missão também planeja demonstrar a viabilidade da navegação autônoma de raios-X ou pulsar, que nunca foi demonstrada antes.
Em um experimento chamado Explorador de Estação para Tecnologia de Temporização e Navegação de Raio-X, ou SEXTANT, a equipe usará os telescópios da NICER para detectar a luz de raio-X emitida dentro dos feixes de radiação de pulsares para estimar os tempos de chegada dos pulsos. Com essas medidas, a equipe usará algoritmos especialmente desenvolvidos para combinar uma solução de navegação a bordo.
Se uma missão interplanetária fosse equipada com esse dispositivo de navegação, poderia calcular sua localização de forma autônoma, em grande parte independente da rede espacial profunda da NASA, que é considerado o sistema de telecomunicações mais sensível do mundo.
“Nosso principal objetivo é a ciência”, disse Gendreau. “Mas podemos usar as mesmas medidas de pulsar para demonstrar a navegação por raios-X. É raro que os cientistas desenvolvam uma experiência multifuncional, como essa. Tudo está se unindo”.

Comunicações por raios-X

No entanto, a navegação por raios-X usando os dados de temporização de pulsar da NICER não é a única tecnologia que a equipe gostaria de demonstrar. A equipe quer demonstrar também comunicações baseadas em raios-X, ou XCOM- a capacidade que poderia eventualmente permitir que viajantes do espaço, incluindo a nave espacial, transmitam gigabits de dados por segundo em distâncias interplanetárias.
Central para esta demonstração em potencial é a fonte de raios-X modulada de Goddard, ou MXS, que a equipe NICER desenvolveu para calibrar os detectores da carga útil e ajudar a testar os algoritmos necessários para demonstrar a navegação por raios-X. Este dispositivo gera raios-X com intensidade variando rapidamente, ligando e desligando muitas vezes por segundo para simular, por exemplo, as pulsações de uma estrela de nêutrons alvo.
Para mostrar o XCOM, a equipe voaria um MXS com qualificação espacial para a Estação Espacial Internacional e o implantaria em uma paleta de experiência externa a cerca de 50 metros de distância da NICER. Durante o experimento, a equipe codificaria dados digitais em raios-X pulsados ​​usando o MXS e transmitiria os dados aos receptores da NICER.
“Temos a maior parte do hardware concluída”, diz o membro da SEXTANT e gerente de projetos da XCOM, Jason Mitchell. “Nós só precisamos de mais alguns recursos para terminar o trabalho”.
Se a equipe conseguir pilotar o MXS talvez no próximo ano, “a demonstração resultante pode ser a mudança do jogo”, acrescenta Mitchell. Além das promissoras velocidades de transmissão de dados gigabit por segundo em grandes distâncias, as comunicações de raios-X permitiriam a comunicação com veículos hipersônicos e veículos espaciais.
“Este é um experimento muito interessante que estamos fazendo na estação espacial”, disse Gendreau. “Tivemos um grande apoio das pessoas de ciência e tecnologia espacial na sede da NASA. Eles nos ajudaram a avançar as tecnologias que tornam o NICER possível, bem como aquelas que o NICER demonstrará. A missão é pioneira em vários níveis diferentes”, celebra. 
Fonte: HypeScience.com

JÚPITER é provavelmente o PLANETA mais antigo do sistema solar


Júpiter não só é o maior planeta do Sistema Solar, como é também o mais antigo. Crédito: NASA
Ao estudar isótopos de tungsténio e molibdénio em meteoritos ferrosos, a equipa constituída por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, no estado norte-americano da Califórnia, e do Instituto de Planetologia da Universidade de Monastério, Alemanha, descobriu que os meteoritos são compostos por dois reservatórios nebulosos, geneticamente distintos, que coexistiram, mas permaneceram separados entre 1 e 3-4 milhões de anos após a formação do Sistema Solar. O mecanismo mais plausível para esta separação eficiente é a formação de Júpiter, abrindo um intervalo no disco de acreção e impedindo a troca de material entre os dois reservatórios," comenta Thomas Kruijer, autor principal do artigo publicado na edição de 12 de junho da revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Anteriormente da Universidade de Monastério, Kruijer está agora no laboratório norte-americano. "Júpiter é o planeta mais antigo do Sistema Solar e o seu núcleo sólido formou-se bem antes do gás da nebulosa solar se dissipar, o que é consistente com o modelo de acreção do núcleo para a formação do planeta gigante."
Júpiter é o planeta mais massivo do Sistema Solar e a sua presença teve um efeito imenso sobre a dinâmica do disco de acreção solar. A determinação da idade de Júpiter é fundamental para compreender como é que o Sistema Solar evoluiu em direção à sua arquitetura atual. Embora os modelos prevejam que Júpiter se tenha formado relativamente cedo, até agora, a sua formação nunca tinha sido datada.
"Não temos amostras de Júpiter, em contraste com outros corpos como a Terra, Marte, a Lua e asteroides," explica Kruijer. "No nosso estudo, usámos assinaturas isotópicas de meteoritos (que são derivados dos asteroides) para inferir a idade de Júpiter."
A equipa mostrou, através de análises isotópicas de meteoritos, que o núcleo sólido de Júpiter se formou apenas cerca de 1 milhão de anos após o início da história do Sistema Solar, tornando-o o planeta mais antigo. Através da sua rápida formação, Júpiter agiu como uma barreira efetiva contra o transporte interno de material no disco, potencialmente explicando porque é que o nosso Sistema Solar não possui nenhuma super-Terra (um exoplaneta com uma massa superior à da Terra).
A equipa descobriu que o núcleo de Júpiter cresceu até 20 massas terrestres em apenas 1 milhão de anos, seguido de um crescimento mais prolongado até 50 massas terrestres até pelo menos 3-4 milhões de anos após a formação do Sistema Solar.
As teorias anteriores propuseram que os gigantes gasosos como Júpiter e Saturno envolviam o crescimento de grandes núcleos sólidos entre mais ou menos 10 a 20 massas terrestres, seguido da acumulação de gás sobre esses núcleos. Assim, a conclusão foi que os núcleos dos gigantes gasosos devem ter-se formado antes da dissipação da nebulosa solar - o disco circunstelar de gás e poeira que rodeava o jovem Sol -, o que provavelmente ocorreu entre 1 e 10 milhões de anos após a formação do Sistema Solar.
No trabalho, a equipa confirmou as teorias anteriores, mas foi capaz de datar Júpiter com muito maior precisão, até 1 milhão de anos usando as assinaturas isotópicas dos meteoritos.
Embora esta rápida acreção dos núcleos tenha sido já modelada, não era possível datar a sua formação.
"As nossas medições mostram que o crescimento de Júpiter pode ser datado usando o património genético distinto e os tempos de formação dos meteoritos", salienta Kruijer.
A maioria dos meteoritos deriva de pequenos corpos localizados na cintura de asteroides principal entre Marte e Júpiter. Originalmente, estes corpos provavelmente formaram-se numa banda muito maior de distâncias heliocêntricas, como sugerido pelas distintas composições químicas e isotópicas dos meteoritos e pelos modelos dinâmicos, indicando que a influência gravitacional dos gigantes gasosos levou à dispersão de corpos pequenos na cintura de asteroides.
Fonte: Astronomia OnLine

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