18 de set de 2017

Aceleração da expansão do Universo pode dispensar energia escura

São crescentes as dúvidas sobre a aceleração da expansão do Universo - há dúvidas também sobre a idade do Universo e sobre se o Big Bang realmente ocorreu.[Imagem: JHUAPL/SwRI]

Dúvidas sobre o lado escuro do Universo
Embora seja largamente aceita na comunidade científica, a ideia de que o Universo está se expandindo, e de que essa expansão está se acelerando, tem sido objeto de dúvida por parte de um número crescente de pesquisadores.
A questão fundamental é: O que impulsiona a expansão e a aceleração da expansão do Universo?
O modelo padrão chama essas "causas" de matéria escura e energia escura, mas todas as tentativas de detectar sinais de ambas falharam até agora.
Um trio de físicos da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, acaba de oferecer uma nova abordagem que talvez possa livrar os cientistas da necessidade de explicar esse cada vez mais incômodo "lado escuro" do Universo.
Espaço flutuante
A equipe abordou a questão da expansão do Universo encarando de frente uma incompatibilidade entre duas das mais bem-sucedidas teorias que explicam o funcionamento do nosso universo: a mecânica quântica, nas dimensões microscópicas, e a teoria da relatividade geral de Einstein, nas dimensões cósmicas.
Os resultados sugerem que, se déssemos um zoom poderoso o suficiente no Universo, perceberíamos que ele é composto por um espaço e um tempo que "flutuam" constantemente - o espaço-tempo se espicha e encolhe o tempo todo.
"O espaço-tempo não é tão estático quanto parece, ele está constantemente em movimento," explicou Qingdi Wang.
"Esta é uma nova ideia em um campo onde não tem havido muitas novas ideias para tentar abordar esta questão", acrescentou seu colega Bill Unruh.
Energia do vácuo
Esta não é a primeira vez que os físicos tentam se livrar da matéria escura e da energia escura. Como em outras tentativas, parece que o segredo da questão está no nosso desconhecimento sobre o que realmente é a gravidade. [Imagem: Sandbox Studio/Ana Kova]
Quando os dados começaram a indicar que o Universo está em uma expansão acelerada - isto foi em 1998 - os astrônomos e físicos sugeriram que o espaço não é vazio, em vez disso estando repleto de uma energia que empurra a matéria - a famosa energia escura.
O candidato mais natural para compor a energia escura é a energia do vácuo. Contudo, quando os físicos aplicam a teoria da mecânica quântica à energia do vácuo, ela prevê que a energia de vácuo tem uma densidade incrivelmente elevada, muito mais do que a energia total de todas as partículas de matéria no Universo. Se isso for verdade, a teoria da relatividade geral sugere que essa energia do vácuo teria um efeito gravitacional descomunal - a maioria dos físicos acredita que os resultados indicam que o Universo deveria simplesmente explodir, e não meramente acelerar.
Felizmente isso não acontece, e o Universo parece se expandir bem devagar. Logo, a teoria não está completa, e há um problema que deve ser resolvido para a física fundamental progredir.
  • Expansão líquida
Ao contrário das tentativas anteriores, que se concentraram em modificar as teorias da mecânica quântica ou da relatividade geral para resolver a questão, Wang e seus colegas sugerem uma abordagem diferente. Eles levaram a enorme densidade de energia do vácuo prevista pela mecânica quântica a sério e acreditam ter descoberto informações importantes sobre a energia de vácuo que não foram levadas em consideração nos cálculos anteriores.
Os novos resultados fornecem uma imagem física completamente diferente do Universo.
Nesta nova imagem, o espaço em que vivemos está flutuando - e flutuando para valer. Em cada ponto, ele oscila entre expansão e contração. À medida que balança para frente e para trás, os dois movimentos quase se cancelam, mas um efeito líquido muito pequeno leva o Universo a se expandir lentamente a uma taxa acelerada.
Mas se o espaço e o tempo estão flutuando, por que não podemos sentir isso?
"Isso acontece em escalas muito pequenas, bilhões e bilhões de vezes menores do que um elétron," justifica Wang.
"É semelhante às ondas que vemos no oceano. Elas não são afetadas pela dança intensa dos átomos individuais que compõem a água em que essas ondas se movimentam," disse o professor Unruh.
Fonte: Inovação Tecnológica

Uma nova e brilhante "Estrela" poderá aparecer no céu noturno em 2022

Uma enorme colisão entre duas estrelas a cerca de 1.800 anos-luz de distância poderá adicionar um novo objeto brilhante ao nosso céu noturno, dizem os cientistas - embora esta estrela temporária só será visível por dois ou três anos.


Esta é a primeira vez que especialistas tentam prever uma explosão cósmica como esta, e os pesquisadores dizem que geralmente há apenas uma chance de um "em um milhão" de serem capazes de prever uma nova estrela, antes que ela realmente apareça. O astrônomo Larry Molnar e sua equipe da Calvin College em Michigan têm mantido um olhar próximo em uma estrela binária chamada KIC 9832227, que é na verdade constituído por duas estrelas em órbita entre si. 
Neste caso, estamos lidando com um binário de contato, onde ambas as estrelas compartilham partes da mesma atmosfera, como dois amendoins em uma casca. Os pesquisadores pensam que essas estrelas estão se aproximando e poderão colidir entre si em 2022. Esse tipo de fusão é o que se chama uma nova vermelha, e a explosão resultante causará um aumento de 10.000 vezes no seu brilho - o suficiente para que seja visível da Terra por algum tempo.  Se a previsão estiver correta, então, pela primeira vez na história, os pais poderão apontar para uma mancha escura no céu e dizer: 'Olhem, garotos, há uma estrela escondida ali, mas logo vai-se acender ', Diz o chefe da pesquisa de Calvin College, Matt Walhout, que não esteve envolvido no estudo.
A história realmente começou em 2008 com V1309 Scorpii - outra estrela binária que também causou uma nova vermelha. Embora o incidente não tenha sido previsto antecipadamente, as observações dele mostraram o período orbital entre as duas estrelas individuais caindo mais e mais rápido à medida que a colisão se aproximava.
Molnar e seus colegas descobriram o mesmo padrão na CCI 9832227 em 2013 e 2014, e continuando ao longo de 2016 - o que significa que o tempo necessário para que as estrelas se aproximem é realmente pequeno.
A equipe está monitorando as emissões de rádio, infravermelho e raios-X das estrelas, usando uma variedade de instrumentos, incluindo o observatório Very Large Array no Novo México, a Infrared Telescope Facility no Havaí e a nave XMM-Newton, em órbita em torno da Terra. Essas leituras devem nos permitir descobrir se KIC 9832227 está em curso de iluminar o nosso céu noturno. Em seguida, a caça será sobre encontrar outras estrelas binárias como esta, e ver se podemos prever mais dessas colisões.
Se os eventos se desenrolarem como os astrônomos previram, poderemos ver a brilhante explosão da Nova Vermelha na ala norte da constelação de Cygnus, em 2022 - sem necessidade de telescópios. Lembre-se que tecnicamente esta colisão - devemos ser capazes de testemunhá-la - realmente aconteceu há um longo tempo atrás, já que a luz que estaremos vendo terá 1.800 anos de idade. "Ninguém nunca conseguiu prever o nascimento de uma estrela antes, então isso realmente não tem precedentes", afirmou Robert Massey, da Royal Astronomical Society, que não esteve envolvido no estudo, em entrevista com Sarah Knapton, do The Telegraph.
"Acho que haverá uma corrida entre astrônomos amadores e membros do público para detectá-lo primeiro". As descobertas foram disponibilizadas on-line, enquanto os autores aguardam a revisão de pares até à sua publicação em uma revista científica.
A pesquisa também está sendo usada como a base de um próximo documentário chamado Luminous, e você pode assistir ao trailer abaixo 
Fonte: ScienceAlert

Planeta negro capturado pelo Hubble

 Astrônomos descobriram que o exoplaneta WASP-12b não reflete quase nenhuma luz, fazendo com que pareça essencialmente preto.Este achado levanta novas hipóteses sobre a composição atmosférica do planeta, refutando modelos anteriores.

Usando o Espectrógrafo de Imagem do Telescópio Espacial Hubble, uma equipe internacional liderada por astrônomos da Universidade McGill, no Canadá, e da Universidade de Exeter, no Reino Unido, mediu a quantidade de luz que o WASP-12b reflete, algo que é chamado de albedo, para aprender mais sobre a composição da sua atmosfera.

Os resultados foram surpreendentes. “O albedo medido do WASP-12b é no máximo de 0,064. Este é um valor extremamente baixo, tornando o planeta mais escuro que o asfalto”, explica o autor principal da pesquisa, Taylor Bell, aluno de mestrado em astronomia na Universidade McGill.
Isso significa que o WASP-12b é duas vezes menos reflexivo do que a nossa lua, que tem um albedo de 0,12.  
O WASP-12b orbita a estrela WASP-12A, do mesmo tipo que o nosso sol, a cerca de 1.400 anos-luz de distância. Desde sua descoberta, em 2008, tornou-se um dos exoplanetas mais bem estudados. O WASP-12b possui um raio que é quase o dobro do de Júpiter, e um ano equivalente a pouco mais de um dia da Terra. Logo, é categorizado como um “Júpiter quente”. Por estar tão perto de sua estrela, a atração gravitacional o estica em uma forma oval, aumentando a temperatura da superfície em seu lado iluminado a 2.600 graus Celsius.
A alta temperatura também é a explicação mais provável para o baixo albedo de WASP-12b. “Há outros Júpiteres quentes que são extremamente pretos, mas eles são muito mais frios do que o WASP-12b. Para esses planetas, sugere-se que coisas como nuvens e metais alcalinos sejam o motivo da absorção de luz”, afirma Bell.
O lado iluminado de WASP-12b é tão quente que nuvens não podem se formar e os metais alcalinos são ionizados. O planeta é quente o suficiente para separar as moléculas de hidrogênio em hidrogênio atômico, o que torna sua atmosfera parecida com a de uma estrela de baixa massa. Essa pode ser a razão de seu baixo coeficiente de reflexão.

Para medir o albedo do WASP-12b, os cientistas observaram o exoplaneta em outubro de 2016 durante um eclipse, quando ele passou por trás da sua estrela hospedeira por um tempo.

Este é o melhor método para determinar o albedo de um exoplaneta, pois envolve a medição direta da quantidade de luz refletida. No entanto, esta técnica requer uma precisão dez vezes maior do que as observações de trânsito tradicionais. Usando o instrumento do Hubble, os cientistas conseguiram medir o albedo de WASP-12b em vários comprimentos de onda diferentes.
Em seguida, os pesquisadores compararam essas medições com modelos atmosféricos previamente sugeridos para o WASP-12b, concluindo que os dados não correspondem a nenhum deles. As novas informações indicam que a atmosfera WASP-12b é composta por hidrogênio atômico e hélio.
WASP-12b é o segundo planeta a ser medido desta forma. Enquanto os resultados de outro Júpiter quente, HD 189733b, sugerem que o exoplaneta tem uma cor azul escura, o WASP-12b, por outro lado, não reflete luz em qualquer comprimento de onda. Porém, ele emite luz por causa de sua alta temperatura, o que lhe dá uma tonalidade vermelha semelhante a um metal incandescente.
A pesquisa foi publicada na revista científica The Astrophysical Journal Letters
Fonte: Phys

Um mapa da água na superfície da Lua? Não exatamente

Este mapa revela a concentração de radicais hidroxila misturados ao solo lunar (os pontos amarelos são os locais de pouso das missões Apollo).[Imagem: Milliken Lab/Brown University]
Muitas pontes, mesmas águas
Dois cientistas da Universidade Brown, nos EUA, parecem ter-se esquecido da polêmica que cercou um anúncio, feito em 2009, de que a Lua poderia ter tanta água quanto a Terra.
Na verdade, eles afirmam que se basearam naquele estudo para lançar o que eles chamam de "primeiro mapa global da água no solo da Lua". A diferença é que usaram dados coletados pelo instrumento Mapeador da Mineralogia da Lua, feito pela NASA, que foi à Lua a bordo da sonda indiana Chandrayaan-1.
A primeira ressalva que deve ser feita é que tanto o estudo original quanto os novos dados usados pelos dois não se referem a moléculas de água (H2O), mas de hidroxila (OH). Mas parece que a dupla não aprendeu com os erros anteriores.
"Este é um roteiro de onde existe água na superfície da Lua. Agora que temos esses mapas quantitativos mostrando onde a água está e em que quantidades, podemos começar a pensar se pode ou não valer a pena extraí-la, seja como água potável para astronautas ou para produzir combustível," disse o professor Ralph Milliken.
Além de que ninguém iria querer beber hidroxila - pelo menos não deveria - o cientista refaz toda a trajetória do alarde criado na divulgação do estudo original, extremamente criticado por outros pesquisadores, mantendo o mesmo nível de imprecisão, dando a impressão - errada - de que tudo o que seria necessário fazer seria coletar água pura na superfície da Lua.
Mesmo se isso fosse possível, os dados indicam que o solo lunar possui uma concentração de hidroxila baixíssima, entre 500 a 750 partes por milhão - menos do que é encontrado nas areias dos desertos mais secos da Terra.
Ciência com discrição
Sensacionalismos à parte, o estudo tem seu valor, ao demonstrar que as moléculas hidroxila estão largamente disseminadas pela superfície lunar, o que permite levantar algumas hipóteses sobre sua fonte. Por exemplo, a distribuição ampla e disseminada é consistente com a formação dessas moléculas por um processo induzido pelo vento solar - o constante bombardeamento de prótons do Sol pode formar hidroxila.
Mas também há "manchas" de concentração mais altas, em depósitos vulcânicos lunares, próximos ao equador. Nesses casos, em vez de se originar do vento solar, as moléculas hidroxila podem ter vindo do manto da Lua durante erupções no passado.
O estudo também revelou que a concentração das moléculas hidroxila muda ao longo do dia lunar em latitudes inferiores a 60 graus, aumentando no início da manhã e à noite e quase desaparecendo ao meio dia.
"Nós não sabemos exatamente qual é o mecanismo para essa flutuação, mas ela nos diz que o processo de formação de água [sic] no solo lunar está ativo e acontecendo hoje," disse Milliken. "Isso aumenta a possibilidade de que a água possa se reacumular após a extração, mas precisamos entender melhor a física do porquê e do como isso acontece para entendermos a escala de tempo na qual a qual a água pode ser renovada."
Como o instrumento da NASA que forneceu os dados para a pesquisa media a luz refletida na superfície lunar, ele não trouxe informações sobre água - água mesmo - em lugares que são permanentemente sombreados. Muitos cientistas acreditam que essas regiões permanentemente sombreadas, como o fundo das crateras de impacto nas regiões polares da Lua, podem conter depósitos de gelo de água. Outro instrumento da NASA, chamado Mini-SAR, a bordo da mesma nave indiana, encontrou sinais de água congelada no Pólo Norte da Lua.
Fonte: Inovação Tecnológica

A bilhante galáxia M81

Uma das galáxias mais brilhantes no céu do planeta Terra, ela tem o tamanho similar da Via Láctea, ela é a M81. Essa grande galáxia espiral pode ser vista na direção da constelação da Ursa Maior. Essa imagem rica em detalhes revela o brilhante núcleo amarelado da M81, os braços espirais azulados e as linhas de poeira cósmica que cruzam a galáxia. Como uma pista do passado tumultuoso da galáxia, uma impressionante linha de poeira corta o disco, para a esquerda do centro galáctico, ao contrário das outras feições espirais proeminentes da M81. A linha de poeira errante pode ser o resultado de um encontro da M81 com uma galáxia um pouco menor, a M82. O estudo feito das estrelas variáveis da M81 é até hoje uma das melhores determinações da distância até uma galáxia, 11.8 milhões de anos-luz.
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