15 de ago de 2017

Estrelas artificiais criadas por laser melhoram imagem de telescópios

Os quatro raios laser de 22 Watts fazem com que os átomos de sódio existentes na atmosfera brilhem, criando pontos de luz no céu que imitam estrelas.[Imagem: Roland Bacon]

Óptica adaptativa
O VLT (Very Large Telescope), o maior telescópio terrestre na atualidade, instalado no Chile, acaba de ser transformado em um telescópio completamente adaptativo. Os primeiros testes mostraram o sucesso do sistema a laser, que permitiu a captura de imagens extraordinariamente nítidas de nebulosas planetárias e galáxias, algo há pouco tempo só possível com telescópios espaciais.
Após mais de uma década de planejamento, construção e testes, este é o primeiro resultado da nova Infraestrutura de Óptica Adaptativa, um projeto de longo prazo para o VLT, que pretende fornecer um sistema adaptativo para os instrumentos montados no Telescópio Principal 4, sendo que o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) foi o primeiro deles a receber o melhoramento.
óptica adaptativa trabalha para compensar os efeitos de distorções da atmosfera terrestre, permitindo assim obter imagens muito mais nítidas e com um contraste duas vezes melhor do que um telescópio comum, tornando possível estudar objetos mais distantes e de brilho mais fraco.
Esta nebulosa planetária, a IC 4406, que lembra um microrganismo biológico, revelou pela primeira vez suas várias "cascas", nunca antes vistas. [Imagem: ESO/J. Richard (CRAL)]
Estrelas artificiais
O sistema é composto por várias partes que trabalham em conjunto, incluindo as quatro estrelas-guia criadas pelo sistema a laser e um espelho secundário deformável muito fino.
Tudo começa com quatro raios laser de 22 Watts disparados para o céu em torno do campo de visão do telescópio. Os lasers fazem brilhar os átomos de sódio que existem na atmosfera superior, produzindo pontos de luz no céu que imitam estrelas - estas são as estrelas-guia. Sensores no módulo de óptica adaptativa usam estas estrelas artificiais para determinar as condições da atmosfera.
O sistema calcula mil vezes por segundo as correções que devem ser aplicadas para alterar a forma do espelho secundário deformável do telescópio, de modo a compensar os distúrbios atmosféricos detectados.
Lasers criam estrelas artificiais para melhorar imagem de telescópios
A nebulosa planetária NGC 6369 observada sem (à esquerda) e com a nova óptica adaptativa. [Imagem: ESO/P. Weilbacher (AIP)]
Elevando o telescópio
As correções se concentram particularmente na turbulência existente na camada atmosférica que se estende até um quilômetro acima do telescópio. A turbulência atmosférica varia com a altitude, dependendo das condições. No entanto, estudos mostram que a maioria dos distúrbios atmosféricos ocorre nesta primeira camada da atmosfera.
"O que o sistema AOF [sigla em inglês para Infraestrutura de Óptica Adaptativa] faz é essencialmente equivalente a elevarmos o VLT 900 metros no ar, colocando-o acima da camada mais turbulenta da atmosfera," explicou Robin Arsenault, gerente do projeto. "No passado, se quiséssemos obter imagens mais nítidas, teríamos que encontrar um sítio melhor ou usar um telescópio espacial - mas agora, com a AOF, podemos criar condições muito melhores onde quer que estejamos, por uma fração do custo!"
Um módulo adicional do sistema monitora a atmosfera para determinar a altitude em que está ocorrendo a turbulência, para minimizar o uso do laser e evitar que outros telescópios os detectem - ou as próprias estrelas artificiais - o que pode afetar as suas observações.
Fonte:Inovação Tecnológica

TRAPPIST-1 é mais antiga que o nosso SISTEMA SOLAR

Esta ilustração mostra o possível aspeto do sistema TRAPPIST-1 a partir de um ponto de vista próximo do planeta TRAPPIST-1f (direita).Crédito: NASA/JPL-Caltech

Se quisermos saber mais sobre se a vida poderá sobreviver num planeta para lá do nosso Sistema Solar, é importante saber a idade da sua estrela. As estrelas jovens libertam frequentemente radiação altamente energética sob a forma de erupções que podem atingir as superfícies dos seus planetas. Se os planetas são recém-formados, as suas órbitas também podem ser instáveis. Por outro lado, os planetas que orbitam estrelas mais velhas sobreviveram a estes episódios flamejantes e juvenis, mas também foram expostos aos estragos da radiação estelar durante um maior período de tempo.

Os cientistas têm agora uma boa estimativa da idade de um dos sistemas planetários mais intrigantes descobertos até à data - TRAPPIST-1, um sistema com sete mundos do tamanho da Terra em órbita de uma anã ultrafria a cerca de 40 anos-luz de distância. Os investigadores dizem, num novo estudo, que a estrela TRAPPIST-1 é muito antiga: tem entre 5,4 e 9,8 mil milhões de anos. Poderá ser até duas vezes mais velha que o nosso próprio Sistema Solar, que se formou há cerca de 4,5 mil milhões de anos.

As sete maravilhas de TRAPPIST-1 foram reveladas no início deste ano numa conferência de imprensa da NASA, usando uma combinação de resultados do TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) no Chile, do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e de outros telescópios terrestres. Três dos planetas de TRAPPIST-1 residem na "zona habitável" da estrela, a gama de distâncias orbitais onde um planeta rochoso com uma atmosfera poderá conseguir suportar a existência de água à sua superfície. Todos os sete planetas têm, provavelmente, bloqueio de marés, isto é, cada com um perpétuo lado diurno e noturno.

Aquando da sua descoberta, os cientistas pensavam que o sistema TRAPPIST-1 tinha que ter pelo menos 500 milhões de anos, uma vez que é o tempo necessário para que estrelas de baixa massa como TRAPPIST-1 (apenas 8% da massa do Sol) contraiam para o seu tamanho mínimo, apenas um pouco maiores que o planeta Júpiter. No entanto, mesmo este limite mínimo de idade era incerto; em teoria, a estrela podia ser quase tão antiga quanto o próprio Universo. Será que as órbitas deste sistema compacto de planetas eram estáveis? Será que a vida já teria tido tempo suficiente para evoluir em qualquer um destes mundos?
TRAPPIST-1 é uma estrela anã ultrafria na direção da constelação de Aquário e os seus sete planetas orbitam muito perto dela.Crédito: NASA/JPL-Caltech

"Os nossos resultados ajudam realmente a restringir a evolução do sistema TRAPPIST-1, porque o sistema tem que ter persistido durante milhares de milhões de anos. Isto significa que os planetas tiveram que evoluir juntos, caso contrário o sistema há muito que se teria desmoronado," afirma Adam Burgasse, astrónomo da Universidade da Califórnia, em San Diego, EUA, autor principal do artigo. Burgasser juntou esforços com Eric Mamajek, cientista do Programa de Exploração Exoplanetária da NASA no JPL da agência espacial em Pasadena, no mesmo estado norte-americano, com o objetivo de calcular a idade de TRAPPIST-1. Os seus resultados serão publicados na revista The Astrophysical Journal.

Não está claro o que essa idade mais antiga significa para a habitabilidade dos planetas. Por um lado, as estrelas mais velhas iluminam menos que as estrelas mais jovens, e Burgasser e Mamajek confirmaram que TRAPPIST-1 é relativamente silenciosa em comparação com outras anãs ultrafrias. Por outro, tendo em conta que os planetas estão tão próximos da estrela, podem ter absorvido milhares de milhões de anos de radiação altamente energética, radiação esta capaz de "ferver" atmosferas e grandes quantidades de água. De facto, o equivalente a um oceano da Terra poderá ter evaporado de cada planeta em TRAPPIST-1 à exceção dos dois mais distantes: os planetas g e h. No nosso próprio Sistema Solar, Marte é um exemplo de um planeta que provavelmente já teve água líquida à sua superfície no passado e que perdeu a maior parte da sua água e da atmosfera para a radiação altamente energética do Sol ao longo de milhares de milhões de anos.

No entanto, uma grande idade não significa, necessariamente, que a atmosfera de um planeta foi totalmente destruída. Dado que os planetas de TRAPPIST-1 têm densidades inferiores à da Terra, é possível que grandes reservatórios de moléculas voláteis como a água possam produzir atmosferas espessas que protejam as superfícies planetárias das radiações prejudiciais. Uma atmosfera espessa pode ajudar a redistribuir o calor para os lados noturnos destes planetas bloqueados pelo efeito de maré, aumentando a área habitável. Mas isto também pode criar um efeito de estufa, no qual a atmosfera se torna tão espessa que a superfície do planeta sobreaquece - como em Vénus.

"Caso haja vida nesses planetas, eu especularia que tem que ser uma vida robusta, porque tem que ser capaz de sobreviver a alguns cenários potencialmente terríveis durante milhares de milhões de anos," comenta Burgasser.
Felizmente, as estrelas de baixa massa como TRAPPIST-1 têm temperaturas e brilhos que permanecem relativamente constantes ao longo de biliões de anos, pontuados por aumentos ocasionais de atividade estelar. Prevê-se que as vidas de estrelas minúsculas como TRAPPIST-1 sejam muito, muito maiores do que a idade de 13,7 mil milhões de anos do Universo (o Sol, em comparação, tem uma vida útil estimada em mais ou menos 10 mil milhões de anos).

"As estrelas muito mais massivas que o Sol consomem o seu combustível rapidamente, aumentando de brilho ao longo de milhões de anos e explodindo como supernovas," afirma Mamajek. "Mas TRAPPIST-1 é como uma vela lenta que brilhará cerca de 900 vezes mais do que a idade atual do Universo."

Algumas das pistas que Burgasser e Mamajek usaram para medir a idade de TRAPPIST-1 incluem a rapidez com que a estrela se move na sua órbita em torno da Via Láctea (estrelas mais rápidas tendem a ser mais velhas), a sua composição química atmosférica e quantas erupções TRAPPIST-1 teve durante períodos observacionais. Todas estas variáveis apontaram para uma idade substancialmente maior do que a do nosso Sol. Observações futuras com o Telescópio Espacial Hubble da NASA e com o futuro Telescópio Espacial James Webb poderão revelar se estes planetas têm atmosferas e se são, ou não, como a da Terra.

"Estes novos resultados fornecem um contexto útil para futuras observações dos planetas de TRAPPIST-1, o que nos poderá dar mais informações sobre a formação e evolução das atmosferas planetárias, e se estas persistem ou não," explica Tiffany Kataria, cientista exoplanetária do JPL, que não esteve envolvida no estudo. As observações futuras com o Spitzer poderão ajudar os cientistas a aprimorar as suas estimativas das densidades dos planetas de TRAPPIST-1, o que fornecerá mais dados sobre as suas composições.
FONTE: ASTRONOMIA ON-LINE

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