30 de agosto de 2018

Acelerador de antimatéria promete deixar LHC no chinelo


Simulação de um grupo de pósitrons - antimatéria do elétron - sendo produzido e acelerado. [Imagem: Aakash A. Sahai - 10.1103/PhysRevAccelBeams.21.081301]

Mini-acelerador de antimatéria 

Aakash Sahai, um físico do Imperial College de Londres, descobriu uma maneira de acelerar a antimatéria em um espaço de centímetros, em lugar dos quilômetros dos aceleradores atuais de matéria, o que promete fomentar não apenas a ciência das partículas exóticas, como também vislumbrar fenômenos de uma "nova física".

A nova técnica poderá ser usada para investigar mistérios como as propriedades do bóson de Higgs, ou a natureza das hipotéticas matéria escura e energia escura, além de fornecer testes mais sensíveis para materiais usados em aviões e chips de computador.

Os aceleradores de partículas como o LHC (Large Hadron Collider), na fronteira entre a Suíça e a França, e o LCLS (Linac Coherent Light Source), nos Estados Unidos, aceleram partículas elementares de matéria, como prótons e elétrons.

Essas partículas aceleradas podem ser postas para colidir, como no LHC, para se quebrarem e produzir partículas mais elementares, como o bóson de Higgs, que dá massa a todas as outras partículas. Elas também podem ser usadas para gerar luz laser de raios X, como no LCLS, luz esta que é usada para fazer imagens de processos extremamente rápidos e pequenos, como a fotossíntese.

No entanto, para chegar às altas velocidades necessárias, os aceleradores precisam usar equipamentos com pelo menos dois quilômetros de extensão - o LHC tem 27 km de circunferência. Por isso tem havido um interesse crescente na construção de mini-aceleradores de partículas, que possam fazer o mesmo trabalho a um custo menor.

Feixes de antimatéria

Agora, Sahai inventou um método de acelerar não partículas de matéria, mas a versão de antimatéria dos elétrons - os pósitrons - em um sistema que teria apenas alguns centímetros de comprimento.

A técnica de aceleração de antimatéria usa lasers e plasma - um gás de partículas carregadas - para produzir, concentrar e acelerar os pósitrons, criando um feixe concentrado de antimatéria. Esse acelerador em escala centimétrica poderia usar os lasers já existentes para acelerar feixes de pósitrons com dezenas de milhões de partículas até a mesma faixa de energia alcançada com o acelerador LCLS, de dois quilômetros.

A colisão de feixes de elétrons e de pósitrons pode ter implicações importantes para a física fundamental. Por exemplo, essas colisões podem eventualmente criar uma taxa mais alta de bósons de Higgs do que o LHC, permitindo que os físicos estudassem melhor suas propriedades. Elas também poderão ser usadas para procurar novas partículas propostas por uma teoria chamada "supersimetria", que preencheria algumas lacunas no Modelo Padrão da física de partículas, mas que não deram as caras no LHC até agora.

Os feixes de pósitrons também teriam aplicações práticas. Atualmente, ao verificar falhas e riscos de fratura em materiais como peças de aeronaves, lâminas de motores a jato e chips de computador, são tipicamente usados raios X ou feixes de elétrons. Os pósitrons interagem de maneira diferente com esses materiais, proporcionando outra dimensão ao processo de controle de qualidade.

A técnica foi modelada usando as propriedades dos lasers já existentes, e agora Sahai está formando uma equipe para testá-la em experimentos reais. Se tudo funcionar como previsto, a tecnologia poderá permitir que muitos laboratórios ao redor do mundo realizem experimentos de aceleração de antimatéria.
Acelerador de antimatéria promete deixar LHC no chinelo

Esquema do acelerador de antimatéria, que terá apenas alguns centímetros de comprimento. [Imagem: Aakash A. Sahai - 10.1103/PhysRevAccelBeams.21.081301]

Acelerador de antimatéria 

O acelerador vai exigir um tipo de sistema de laser que atualmente cobre cerca de 25 metros quadrados, mas que já está presente em muitos laboratórios de física em todo o mundo. As tecnologias usadas em instalações como o LHC ou o LCLS não sofreram avanços significativos desde sua invenção na década de 1950. Eles são caros para serem operados, e pode ser que em breve tenhamos tudo o que é possível conseguir com eles.

"Uma nova geração de aceleradores de partículas elusivas - compactos, de alta energia e baratos - nos permitiria investigar a nova física - e permitir que muitos mais laboratórios ao redor do mundo se unam ao esforço.

"Com este novo método acelerador poderíamos reduzir drasticamente o tamanho e o custo da aceleração de antimatéria. O que hoje só é possível fazer usando grandes instalações de física, a custos de dezenas de milhões de dólares, pode ser possível em laboratórios de física comuns," justificou Sahai.
Fonte: Inovação Tecnológica

Mapa da densidade estelar


Mapa 3D focado num tipo particular de objeto: estrelas OB, as estrelas mais quentes, mais brilhantes e mais massivas da nossa Galáxia.Crédito: Galaxy Map/K. Jardine

O segundo lançamento de dados da missão Gaia da ESA, realizado em abril, marcou um ponto de viragem no estudo da nossa casa galáctica, a Via Láctea. Com um catálogo sem precedentes de posições 3D e movimentos 2D de mais mil milhões de estrelas, além de informações adicionais sobre subconjuntos menores de estrelas e outras fontes celestes, Gaia forneceu aos astrónomos um recurso surpreendente para explorar a distribuição e composição da Galáxia e investigar a sua evolução passada e futura.

A maioria das estrelas na Via Láctea está localizada no disco Galáctico, que tem uma forma achatada, caracterizada por um padrão de braços espirais, semelhante ao observado em galáxias espirais além da nossa. No entanto, é particularmente difícil reconstruir a distribuição de estrelas no disco e, especialmente, o design dos braços da Via Láctea, devido à nossa posição dentro do próprio disco.

É aqui que as medições do Gaia podem fazer a diferença.

Esta imagem mostra um mapa 3D que está focado num tipo particular de objeto: estrelas OB, as estrelas mais quentes, mais brilhantes e mais massivas da nossa Galáxia. Como estas estrelas têm vidas relativamente curtas - até algumas dezenas de milhões de anos – encontram-se principalmente perto dos seus locais de formação no disco galáctico. Como tal, podem ser usadas para traçar a distribuição geral de estrelas jovens, locais de formação estelar e braços espirais da Galáxia.

O mapa, que se baseia em 400.000 estrelas deste tipo, a menos de 10.000 anos-luz do Sol, foi criado por Kevin Jardine, um programador informático e astrónomo amador com interesse em cartografar a Via Láctea, e que utiliza uma variedade de dados astronómicos.

Está centrado no Sol e mostra o disco galáctico como se estivéssemos a olhar para ele de um ponto de vista fora da Galáxia.

Para lidar com o enorme número de estrelas no catálogo de Gaia, Kevin utilizou a chamada isosuperfície de densidade, uma técnica que é usada rotineiramente em muitas aplicações práticas, por exemplo, para visualizar o tecido dos órgãos dos ossos em tomografias computadorizadas do corpo humano. Nesta técnica, a distribuição 3D de pontos individuais é representada em termos de uma ou mais superfícies lisas que delimitam regiões com uma densidade de pontos diferente.

Aqui, regiões do disco galáctico são mostradas com cores diferentes, dependendo da densidade de estrelas ionizantes anotadas pelo Gaia; estas são as mais quentes entre as estrelas OB, brilhando com a radiação ultravioleta que retira os eletrões dos átomos de hidrogénio para lhes dar o seu estado ionizado.

As regiões com maior densidade destas estrelas são exibidas em tons rosa/roxo, regiões com densidade intermédia em violeta/azul claro, e regiões de baixa densidade em azul escuro. Informações adicionais de outras pesquisas astronómicas foram também usadas para cartografar as concentrações de poeira interestelar, mostradas em verde, enquanto nuvens conhecidas de gás ionizado estão representadas como esferas vermelhas.

O aparecimento de "raios" é uma combinação de nuvens de poeira que bloqueiam a visão das estrelas por trás delas e um efeito de alongamento da distribuição de estrelas ao longo da linha de visão.

Uma versão interativa deste mapa está também disponível como parte do Gaia Sky, um programa informático de visualização em astronomia 3D, em tempo real, que foi desenvolvido no âmbito da missão Gaia no Astronomisches Rechen-Institut, Universidade de Heidelberg, Alemanha.
Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia

29 de agosto de 2018

NEW HORIZONS da NASA Fazem a Primeira Detecção do Alvo Flyby do Cinturão de Kuiper

A figura à esquerda é uma imagem composta produzida pela adição de 48 diferentes exposições do Imageador de Longa Distância de Reconhecimento (LORRI) da News Horizons, cada uma com um tempo de exposição de 29.967 segundos, tirada em 16 de agosto de 2018. A posição prevista do Kuiper O objeto da correia apelidado de Ultima Thule está no centro da caixa amarela e é indicado pela cruz amarela, logo acima e à esquerda de uma estrela próxima, que é aproximadamente 17 vezes mais brilhante que a Ultima. À direita, há uma visão ampliada da região na caixa amarela, após a subtração de um "modelo" de campo de estrelas em segundo plano capturado pela LORRI em setembro de 2017, antes que pudesse detectar o objeto em si. Ultima é claramente detectado nesta imagem subtraída e está muito perto de onde os cientistas previram, indicando à equipe que a New Horizons está sendo direcionada na direção certa. Os muitos artefatos na imagem subtraída das estrelas são causados ​​por pequenos erros de registro entre as novas imagens LORRI e o modelo, ou por variações de brilho intrínsecas das estrelas. Na época dessas observações, Ultima Thule estava a 107 milhões de quilômetros da nave espacial New Horizons e a 6 bilhões de quilômetros do Sol. (Créditos das imagens: NASA / JHUAPL / SwRI)Créditos: NASA / JHUAPL / SwRI

A sonda New Horizons da NASA fez a primeira detecção do seu próximo alvo de sobrevoo, o Objeto do Cinturão de Kuiper, apelidado de Ultima Thule. A detecção foi feita, mais de quatro meses antes da maior aproximação da sonda com o objeto que irá acontecer no dia de ano novo de 2019.

Os membros da equipe da Missão ficaram entusiasmados – se não um pouco surpresos – que o imaginador telescópico Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) da New Horizons foi capaz de ver o objeto pequeno e escuro a mais de 160 milhões de quilômetros de distância, e contra um fundo denso de estrelas. Tomado em 16 de agosto e transmitido para casa através da Deep Space Network da NASA nos dias seguintes, o conjunto de 48 imagens marcou a primeira tentativa da equipe de encontrar Ultima com as próprias câmeras da espaçonave.

“O campo da imagem é extremamente rico em estrelas de fundo, o que torna difícil detectar objetos fracos”, disse Hal Weaver, cientista do projeto New Horizons e investigador principal da LORRI do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Laurel, Maryland. “É como encontrar uma agulha no palheiro. Nestas primeiras imagens, Ultima aparece apenas como uma colisão ao lado de uma estrela de fundo que é aproximadamente 17 vezes mais brilhante, mas a Ultima ficará mais brilhante – e mais fácil de ver – à medida que a nave espacial se aproximar ”.

Esta primeira detecção é importante porque as observações que a New Horizons fará de Ultima nos próximos quatro meses ajudarão a equipe a aperfeiçoar o curso da espaçonave que irá sobrevoar Ultima, às 2:33 do dia 1 de Janeiro de 2019, hora de Brasília. Ultima estava exatamente onde os cientistas da missão esperavam que estivesse – precisamente no ponto que eles previram, usando dados coletados pelo Telescópio Espacial Hubble – indicando que a equipe já tem uma boa idéia da órbita de Ultima.

O sobrevôo de Ultima será a primeira exploração de perto de um pequeno objeto do Cinturão de Kuiper e Ultima será objeto mais distante da historia já visitado por uma sonda, o que irá quebrar o recorde que a New Horizons estabeleceu em Plutão em julho de 2015. Essas imagens também são as mais distantes do Sol já tomadas, quebrando o recorde estabelecido pela imagem “Terra Azul Pálida” da Terra feita pela Voyager 1 em 1990. (A New Horizons estabeleceu o recorde para a imagem mais distante da Terra em dezembro de 2017.)

“Nossa equipe trabalhou duro para determinar se Ultima foi detectado por LORRI a uma distância tão grande, e o resultado é um claro sim”, disse o principal pesquisador da New Horizons, Alan Stern, do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado. “Agora temos Ultima em nossa linha de visão, muito mais longe do que se imaginava possível. Estamos à porta da Ultima e uma incrível exploração aguarda! “ 
Última atualização: 28 de agosto de 2018
Editor: Tricia Talbert 
Fonte: https://www.nasa.gov

OSIRIX-REX da NASA começa campanha de operações do ASTEROIDE

No dia 17 de agosto, a sonda OSIRIS-REx obteve as primeiras imagens do seu alvo, o asteroide Bennu, a uma distância de 2,2 milhões de quilómetros, ou quase seis vezes a distância entre a Terra e a Lua. Este conjunto de cinco imagens foi obtido pela câmara PolyCam ao longo de uma hora para propósitos de calibração e a fim de assistir a equipa de navegação da missão com os esforços de navegação ótica. Bennu é visível como um objeto em movimento contra o fundo das estrelas na direção da constelação de Serpente.Crédito: NASA/Goddard/Universidade do Arizona

Depois de uma viagem de quase dois anos, a nave de recolha de amostras OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) da NASA teve o seu primeiro vislumbre do asteroide Bennu há duas semanas e deu início à aproximação final em direção ao alvo. A campanha de operações do asteroide começou no dia 17 de agosto com a câmara PolyCam da sonda a obter esta imagem a uma distância de 2,2 milhões de quilómetros.

OSIRIS-REx é a primeira missão da NASA a visitar um asteroide próximo da Terra, a inspecionar a superfície, a recolher amostras e a trazê-las em segurança para a Terra. A nave já percorreu aproximadamente 1,8 mil milhões de quilómetros desde o seu lançamento de 8 de setembro de 2016 e tem chegada prevista a Bennu no dia 3 de dezembro.

"Agora que a OSIRIS-REx está próxima o suficiente para observar Bennu, a equipa da missão passará os próximos meses a aprender o máximo possível sobre o tamanho, forma, características da superfície e arredores antes de alcançar o asteroide," afirma Dante Lauretta, investigador principal da OSIRIS-REx da Universidade do Arizona, em Tucson, EUA. "Depois de passar tanto tempo a planear este momento, mal posso esperar para ver o que Bennu nos vai revelar."

À medida que a OSIRIS-REx se aproxima do asteroide, a sonda usará os seus instrumentos científicos para recolher informações sobre Bennu e para se preparar para a chegada. A carga científica da sonda compreende o conjunto de câmaras OCAMS (PolyCam, MapCam, and SamCam), o espectrómetro termal OTES, o espectrómetro visível e infravermelho OVIRS, o altímetro a laser OLA e o espectrómetro de raios-X REXIS.
Durante a fase de aproximação da missão, a OSIRIS-REx vai:
  • observar regularmente a área em redor do asteroide a fim de procurar plumas de poeira e satélites naturais e estudar as propriedades espectrais de Bennu;
  • executar uma série de quatro manobras de aproximação ao asteroide, começando no dia 1 de outubro, diminuindo a velocidade da sonda para coincidir com a órbita de Bennu em redor do Sol;
  • soltar a cobertura protetora do braço de amostragem da sonda em meados de outubro e subsequentemente estender e fotografar o braço pela primeira vez durante o voo;
  • usar a OCAMS para revelar a forma geral do asteroide no final de outubro e começar a detetar características da superfície de Bennu em meados de novembro.
Após a chegada a Bennu, a nave passará o primeiro mês a realizar "flybys" do polo norte, equador e polo sul de Bennu, a distâncias que variam entre os 19 e 7 km do asteroide. Estas manobras permitirão a primeira medição direta da massa de Bennu, bem como observações detalhadas da superfície. Estas trajetórias também proporcionarão à equipa de navegação a experiência de navegar perto do asteroide.

"A baixa gravidade de Bennu oferece um desafio único para a missão," comenta Rich Burns, gerente do projeto OSIRIS-REx no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "Com aproximadamente 500 metros em diâmetro, Bennu será o objeto mais pequeno alguma vez orbitado por uma nave espacial."

A sonda também examinará extensivamente o asteroide antes da equipa da missão identificar dois possíveis locais de amostragem. Um exame minucioso destes locais permitirá à equipa escolher um para a recolha de amostras, prevista para o início de julho de 2020. Após a recolha de amostras, a sonda voltará para a Terra antes de ejetar a Cápsula de Retorno de Amostras com aterragem programada para o deserto do Utah em setembro de 2023.
Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia

Um olho celestial perfurante olha de volta para o Hubble

Esta imagem dramática do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA mostra a nebulosa planetária NGC 3918, uma nuvem brilhante de gás colorido na constelação de Centaurus, a cerca de 4.900 anos-luz da Terra. No centro da nuvem de gás, e completamente diminuído pela nebulosa, estão os restos mortais de um gigante vermelho. Durante a fase convulsiva final na evolução dessas estrelas, enormes nuvens de gás são ejetadas da superfície da estrela antes de emergir de seu casulo como uma anã branca. 
A intensa radiação ultravioleta da minúscula estrela remanescente faz com que o gás circundante brilhe como um sinal fluorescente. Estas extraordinárias e coloridas nebulosas planetárias estão entre as mais dramáticas vistas no céu noturno, e muitas vezes têm formas estranhas e irregulares, que ainda não estão totalmente explicadas.
A forma distinta dos olhos do NGC 3918, com uma camada interna brilhante de gás e um invólucro externo mais difuso que se estende longe da nebulosa, parece que poderia ser o resultado de duas ejeções separadas de gás. Mas este não é o caso: estudos do objeto sugerem que eles foram formados ao mesmo tempo, mas estão sendo soprados da estrela em diferentes velocidades. 
Estima-se que os poderosos jatos de gás que emergem das extremidades da grande estrutura estejam se afastando da estrela a uma velocidade de até 350.000 quilômetros por hora. Pelos padrões dos fenômenos astronômicos, as nebulosas planetárias, como a NGC 3918, são de vida muito curta, com uma duração de apenas algumas dezenas de milhares de anos.
A imagem é uma composição de instantâneos visíveis e infravermelhos próximos tirados com o Wide Field e Planetary Camera 2 do Hubble.
Crédito: ESA / Hubble e NASA 
Texto: Agência Espacial Europeia (ESA)
Fonte: https://www.nasa.gov

Estrelas versus poeira na Nebulosa Carina

O VISTA observa uma das maiores nebulosas da Via Láctea no infravermelho

 A Nebulosa Carina, uma das maiores e mais brilhantes nebulosas do céu noturno, foi observada pelo telescópio VISTA do ESO, que obteve belas imagens deste objeto a partir do Observatório do Paranal, no Chile. Ao observar no infravermelho, o VISTA conseguiu ver para além do gás quente e poeira escura que rodeiam a nebulosa, mostrando-nos uma miríade de estrelas, tanto recém nascidas como à beira da morte.

Na constelação da Quilha, a cerca de 7500 anos-luz de distância, localiza-se uma nebulosa na qual as estrelas nascem e morrem lado a lado. Moldada por estes eventos dramáticos, a Nebulosa Carina é uma nuvem dinâmica e em evolução, de gás e poeira bastante dispersos.

As estrelas massivas no interior desta bolha cósmica emitem radiação intensa que faz com que o gás aoseu redor brilhe. Em contraste, outras regiões da nebulosa contêm pilares escuros de poeira que escondem estrelas recém nascidas. Existe como que uma batalha entre as estrelas e a poeira na Nebulosa Carina, sendo que as estrelas recém formadas estão ganhando — produzem radiação de alta energia e ventos estelares que fazem evaporar e dispersar as maternidades estelares empoeiradas nas quais se formaram.

Com uma dimensão de 300 anos-luz, a Nebulosa Carina é uma das maiores regiões de formação estelar da Via Láctea, podendo ser facilmente observada a olho nu num céu escuro. Infelizmente, para as pessoas que vivem no hemisfério norte, este objeto situa-se 60º abaixo do equador celeste e por isso é apenas visível a partir do hemisfério sul.

No centro desta intrigante nebulosa, Eta Carinae ocupa um lugar de destaque como um sistema estelar muito peculiar. Este monstro estelar — uma forma interessante de binário estelar — é o sistema estelar mais energético da região e era um dos objetos mais brilhantes do céu na década de 1830. Desde essa época diminuiu de brilho dramaticamente, aproximando-se agora do final da sua vida, mas permanecendo um dos sistemas estelares mais massivos e luminosos da Via Láctea.

Eta Carinae pode ser vista nesta imagem no meio da área de luz brilhante circundada por uma forma em “V”, formada por nuvens de poeira. Logo à direita de Eta Carinae encontra-se a relativamente pequena Nebulosa do Buraco de Fechadura — uma pequena nuvem densa de moléculas e gás frio situada no coração da Nebulosa Carina — que abriga várias estrelas massivas e cuja aparência mudou também drasticamente ao longo dos últimos séculos.

A Nebulosa Carina foi  descoberta a partir do Cabo da Boa Esperança por Nicolas Louis de La Caille nos anos 1750 e desde essa altura foi observada inúmeras vezes. O VISTA — Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy — acrescenta, no entanto, um detalhe sem precedentes à imagem de uma grande área; a sua visão infravermelha é perfeita no que diz respeito a revelar aglomerados de estrelas jovens escondidos no material empoeirado que serpenteia ao longo da Nebulosa Carina. 

Em 2014, o VISTA foi utilizado para localizar quase cinco milhões de fontes individuais de infravermelho nesta nebulosa, revelando assim a vasta extensão deste campo de criação de estrelas. O VISTA é o maior telescópio infravermelho do mundo dedicado a rastreios e o seu grande espelho, enorme campo de visão e detectores extremamente sensíveis permitem aos astrônomos observar o céu austral de uma maneira completamente nova.
Fonte: https://www.eso.org

Sílica cristalina em meteorito primitivo aproxima os cientistas da compreensão da evolução solar


Imagem da nebulosa protoplanetária solar. A imagem da esquerda é a estrutura da sílica cristalina, e à direita é uma imagem microscópica do agregado de olivina ameboide que a equipa de investigadores encontrou no meteorito primitivoYamato-793261.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Uma equipe de investigadores da Universidade de Waseda, da Universidade de Estudos Avançados (ambas do Japão), da Universidade do Hawaii em Manoa, da Universidade de Harvard e do Instituto Nacional de Pesquisa Polar descobriu o quartzo mineral de sílica (SiO2) num meteorito primitivo, tornando-se na primeira equipe do mundo a apresentar evidências diretas de condensação de sílica dentro do disco protoplanetário solar e a aproximar-se da compreensão da formação e evolução solar.

Embora observações espectroscópicas anteriores no infravermelho tenham sugerido a existência de sílica em estrelas T-Tauri recém-formadas, bem como em estrelas do ramo gigante AGB na sua última fase de vida, nenhuma evidência de condensação gás-sólido de sílica tinha sido encontrada em meteoritos primitivos dos primeiros estágios do nosso Sistema Solar.

Neste estudo, os cientistas estudaram o meteorito primitivo Yamato-793261 (Y-793261), um condrito carbonáceo recolhido de um campo de gelo perto das Montanhas Yamato durante a 20.ª Expedição de Investigação Antártica Japonesa em 1979.

"O grau de cristalinidade da matéria orgânica em Y-793261 mostra que não sofreu metamorfismo termal," explica Timothy Jay Fasgan, professor de geoquímica na Universidade de Waseda. "Isto confirma que Y-793261 preserva minerais e texturas da sua origem nebular, fornecendo-nos registos do Sistema Solar primitivo."

Um componente importante dos condritos inclui inclusões refratárias, que se formaram em altas temperaturas e são os mais antigos sólidos datados do Sistema Solar. As inclusões refratárias podem ser subdivididas em inclusões ricas em cálcio e alumínio (ICAs) e agregados de olivina ameboide (AOAs). A equipa de pesquisa encontrou um AOA em Y-793261 contendo minerais AOA típicos e minerais ultra-refratários (temperatura muito alta) contendo escândio e zircónio, juntamente com o quartzo (que se forma a uma temperatura comparativamente mais baixa).

"Tal variedade de minerais implica que o AOA se condensou a partir do gás nebular para sólido numa ampla faixa de temperaturas de aproximadamente 1500-900ºC," comenta o professor Fagan. "Este agregado é o primeiro do seu tipo a ser encontrado no nosso Sistema Solar."

A equipa também descobriu que o quartzo no AOA tem uma composição isotópica de oxigénio parecida com a do Sol. Esta composição isotópica é típica das inclusões refratárias em geral, o que indica que as inclusões refratárias se formaram relativamente perto do protossol (aproximadamente 0,1 UA, ou 1/10 da distância Terra-Sol).

O facto de que o quartzo no meteorito Y-793261 partilha esta composição isotópica indica que o quartzo se formou no mesmo ambiente da nebulosa solar. No entanto, a condensação de sílica a partir do gás da nebulosa solar é hipoteticamente impossível caso os minerais e o gás tenham permanecido em equilíbrio durante a condensação. Este achado serve como evidências de que o AOA se formou a partir de um gás que arrefecia depressa. Dado que os minerais pobres em sílica se condensaram do gás, este mudou de composição, tornando-se mais rico em sílica, até que o quartzo se tornou estável e cristalizado.

O professor Fagan diz que a origem de Y-793261 é provavelmente um objeto astronómico perto de 162173 Ryugu (mais conhecido apenas como Ryugu), um asteroide com o nome do palácio de um dragão de um antigo conto popular japonês. Atualmente a ser investigado pela sonda robótica japonesa Hayabusa 2, Ryugu pode partilhar das mesmas propriedades que Y-793261 e potencialmente fornecer mais registos sobre o Sistema Solar inicial. 

"Combinando investigações em andamento sobre meteoritos com novos resultados de Ryugu, esperamos entender melhor os eventos termais durante os estágios iniciais do nosso Sistema Solar".
Fonte: http://www.ccvalg.pt/astronomia

28 de agosto de 2018

Por que a cosmologia sem a filosofia não faz sentido

O que acontece com os que odeiam a filosofia na astrofísica e cosmologia ? Da alegação do falecido Stephen Hawking, de que “ a filosofia está morta ”, à longa seção “ Contra a Filosofia ”, de Steven Weinberg, em Sonhos de uma teoria final ( 1992 ), muitos físicos e astrofísicos pensam que a filosofia é inútil, ou pelo menos inútil para a ciência. ( 2010 ), enquanto o livro de Weinberg argumenta apaixonada – e filosoficamente – contra o positivismo lógico e a metafísica. Se é tão inútil, por que Hawking e Weinberg – e Neil de Grasse Tyson, Lawrence Krauss e outros anti - filosofos – frequentemente se engajam em discursos filosóficos ?


Mas em sua posição única como o estudo de toda a existência, a cosmologia em particular está cheia de enigmas e posições filosóficas. O princípio cosmológico afirma que, em grandes escalas, o Universo é homogêneo ( parece o mesmo em todos os locais ) e isotrópico ( parece o mesmo em todas as direções ). O princípio cosmológico é fundamental para nossa compreensão de como o Universo evoluiu, expandindo - se de um plasma quente e uniforme e esfriando para formar a intricada teia cósmica que agora podemos ver através de nossos telescópios.

Para assumir homogeneidade e isotropia em todos os lugares, é preciso primeiro calcular a média sobre diferenças menores e insignificantes, como planetas inteiros e até galáxias. O princípio cosmológico é, portanto, um princípio estatístico : só é verdadeiro se você aplicá - lo a escalas suficientemente grandes. O Universo não precisa ser homogêneo ; A teoria da gravidade de Albert Einstein funciona bem se não for, e a gravidade faz com que as estruturas cresçam com o tempo, exagerando pequenas diferenças iniciais. O princípio cosmológico é fundamental para a forma como descrevemos a evolução do Universo, mas até agora temos sido incapazes de provar que é necessariamente verdade.

As tentativas de medir se o Universo é homogêneo – ou em que escala torna - se homogêneo – reuniram - se com mistos resultados. Agora, é possível obter a isotropia sem homogeneidade. No entanto, muitos cosmólogos se contentam em acreditar que a homogeneidade existe em alguma escala, quer tenha sido medida ou não – porque, com a ajuda de um princípio filosófico não - empírico, a homogeneidade decorre logicamente da isotropia.

Por este princípio, o Universo deve ser isotrópico em todos os lugares, de todos os pontos de vista e não apenas dos nossos – e para que isso seja verdade, o Universo deve ser homogêneo também. O princípio copernicano foi tão bem aceito na cosmologia que muitos cientistas o confundem com o princípio cosmológico, ou simplesmente o consideram como um dado, mesmo nos livros didáticos.

Para ser justo, o princípio cosmológico pode ser visto como uma versão mais geral do copernicano – já que, em um universo homogêneo e isotrópico, não há observadores privilegiados ou lugares especiais em nenhum lugar. No entanto, o princípio cosmológico pode ser testado explicitamente, enquanto o princípio copernicano adota uma crença de como o Universo é, sem recorrer a dados empíricos. O significado dessas posições na cosmologia é apenas uma maneira pela qual a disciplina se baseia em argumentos filosóficos. Como a astronomia, o estudo de objetos celestes, a cosmologia só pode realmente testar suas teorias via observação, em vez de experimentação. Não podemos realizar experimentos no Universo como um todo, assim como não podemos explodir uma estrela em um laboratório.

A cosmologia lida com princípios, da maneira mais fundamental possível. O Universo começou na singularidade inicial do Big Bang ? Fez o próprio tempo ? ( E essa pergunta faz sentido ? ) Ou singularidades – pontos de infinito localizado, como buracos negros – significam um problema com nossas teorias ? Talvez devêssemos preferir cosmologias cíclicas, nas quais o Big Bang fosse precedido pelo desaparecimento de algum universo passado, do qual nosso próprio Universo nasceu.

 E se não for possível reproduzir as condições do Universo primordial – se essas altas energias são inacessíveis a qualquer acelerador de partículas concebível que possamos construir – como podemos até mesmo resolver esses enigmas ? Não é necessariamente o trabalho do cosmólogo refletir ou responder a essas questões, assim como não é tarefa de um filósofo da ciência apresentar uma “ teoria de tudo ”. O exemplo do princípio cosmológico nos lembra que a cosmologia é cheia de escolhas filosóficas, quer percebamos isso ou não.
Fonte: socientifica.com.br

Qual é a constante do Hubble?

Esta visão em close-up mostra a galáxia MACS0647-JD, o objeto mais distante ainda conhecido, como aparece através de uma lente gravitacional captada pelo Telescópio Espacial Hubble. A galáxia está a 13,3 bilhões de anos-luz da Terra e se formou 420 milhões de anos após o Big Bang.Crédito: NASA, ESA, M. Postman e D. Coe (STScI) e a equipa CLASH
A Constante de Hubble é a unidade de medida usada para descrever a expansão do universo. O cosmos está ficando maior desde que o Big Bang deu início ao crescimento, cerca de 13,82 bilhões de anos atrás. O universo, na verdade, está ficando mais rápido em sua aceleração à medida que aumenta.
O que é interessante sobre a expansão não é apenas a taxa, mas também as implicações, de acordo com a NASA . Se a expansão começar a desacelerar, isso significa que há algo no universo que está retardando o crescimento - talvez a matéria escura, que não pode ser percebida com instrumentos convencionais. Se o crescimento se tornar mais rápido, é possível que a energia escura esteja empurrando a expansão mais rapidamente.
Em janeiro de 2018, medições de múltiplos telescópios mostraram que a taxa de expansão do universo é diferente dependendo de onde você olha. O universo próximo (medido pelo Telescópio Espacial Hubble e pelo telescópio espacial Gaia ) tem uma taxa de expansão de 45,6 milhas por segundo (73,5 quilômetros por segundo) por megaparsec, enquanto o universo de fundo mais distante (medido pelo telescópio Planck ) é um pouco mais lento, expandindo a 41,6 milhas por segundo (67 km por segundo) por megaparsec. Um megaparsec é um milhão de parsecs, ou cerca de 3,3 milhões de anos-luz, o que é quase inimaginavelmente rápido. 
A constante foi proposta pela primeira vez por Edwin Hubble (o homônimo do Telescópio Espacial Hubble ). Hubble era um astrônomo americano que estudou as galáxias, particularmente aquelas que estão longe de nós.
Em 1929 - baseado em uma constatação do astrônomo Harlow Shapley de que as galáxias parecem estar se afastando da Via Láctea - Hubble descobriu que quanto mais essas galáxias são da Terra, mais rápido elas parecem estar se movendo, de acordo com a NASA .
Enquanto os cientistas entendem o fenômeno como sendo galáxias se afastando um do outro, hoje os astrônomos sabem que o que realmente está sendo observado é a expansão do universo. Não importa onde você esteja localizado no cosmos, você veria o mesmo fenômeno acontecendo na mesma velocidade.
Os cálculos iniciais do Hubble foram aperfeiçoados ao longo dos anos, à medida que telescópios cada vez mais sensíveis foram usados ​​para fazer as medições, incluindo Hubble e Gaia (que examinaram uma espécie de estrela variável chamada variáveis ​​cefeidas) e outros telescópios que extrapolaram a constante com base em medições. do fundo de microondas cósmica - uma temperatura de fundo constante no universo que é às vezes chamado de "afterglow" do Big Bang. 
Este gráfico ilustra a relação período-luminosidade da cefeida, que estabelece que, se você conhecer o período, ou o tempo, dos pulsos de uma estrela cefeida, poderá determinar seu brilho intrínseco. Ao comparar o brilho intrínseco ao brilho observado, você pode determinar a distância da estrela, porque ela diminui à medida que se afasta. Essas medidas de distância foram usadas pelo telescópio Spitzer para medir a taxa de expansão do universo com mais precisão do que nunca.Crédito: NASA / JPL-Caltech / Carnegie
Existem muitos tipos de estrelas variáveis, mas a que é mais útil para medir a constante de Hubble é chamada de variável Cefeida . Estas são estrelas que regularmente mudam sua luminosidade em uma escala que geralmente varia entre 1 e 100 dias (Polaris está entre os membros mais famosos deste grupo). Os astrônomos fazem medições de distância dessas estrelas medindo a variabilidade de sua luminosidade.
Quanto mais brilhante a cefeida aparece da Terra, mais fácil é medi-la. Algumas cefeidas podem ser vistas do chão, mas para medições mais precisas, ir para o espaço é a melhor aposta.
Enquanto Edwin Hubble foi capaz de medir Cefeidas cerca de 900.000 anos-luz de distância - uma distância surpreendente para o tempo - dentro do universo que ainda está relativamente perto da Terra. Mais longe no espaço, as Cefeidas são mais fracas e recuam mais rapidamente, que é onde o Telescópio Espacial Hubble pôde ajudar nos anos 90 após o seu lançamento. Em 2013, o telescópio espacial Gaia foi lançado para mapear com precisão as posições e luminosidades de aproximadamente 1 bilhão de estrelas. Seus lançamentos de dados também ajudaram a refinar o Hubble Constant.
As cefeidas, no entanto, não são perfeitas para medir distâncias cósmicas. Entre outras dificuldades, elas geralmente estão localizadas em áreas empoeiradas (que obscurecem alguns comprimentos de onda em fotografias) e as mais distantes são difíceis de detectar porque são tão fracas em nossa perspectiva.
Outras técnicas surgiram para suplementar as medições de Cefeidas, como a relação Tully-Fisher , que é uma correlação entre a luminosidade de uma galáxia espiral e sua velocidade de rotação, de acordo com Shoko Sakai, um pesquisador associado do Observatório Astronômico de Ótica Nacional . "A ideia é que quanto maior a galáxia, mais rápida ela está girando", escreveu ele. "Isso significa que se você conhece a velocidade de rotação da galáxia espiral, você pode dizer, usando essa relação Tully-Fisher, seu brilho intrínseco (isto é, quão brilhante a galáxia realmente é). Comparando o brilho intrínseco com a magnitude aparente ( o que você realmente observa - porque quanto mais longe a galáxia, o dimmer que "aparece"), você pode calcular sua distância. "
Os telescópios que medem o fundo das microondas cósmicas - como Planck - usaram outra técnica que examina as flutuações no fundo das microondas cósmicas para determinar a constante.
Fonte: https://www.space.com

Quão rápido está se movendo a terra?


Como um terráqueo, é fácil acreditar que estamos parados. Afinal, não sentimos nenhum movimento em nosso entorno. Mas quando você olha para o céu, você pode ver evidências de que estamos nos movendo. Alguns dos primeiros astrônomos propuseram que vivemos em um universo geocêntrico, o que significa que a Terra está no centro de tudo. Eles disseram que o sol girou em torno de nós, o que causou amanheceres e entardeceres - o mesmo para os movimentos da lua e dos planetas. Mas havia certas coisas que não funcionavam com essa visão. Às vezes, um planeta voltava para o céu antes de retomar seu movimento para a frente.

Sabemos agora que esse movimento - que é chamado de movimento retrógrado - acontece quando a Terra está "alcançando" outro planeta em sua órbita. Por exemplo, Marte orbita mais longe do sol do que a Terra. Em um ponto nas respectivas órbitas da Terra e de Marte, alcançamos o Planeta Vermelho e passamos por ele. Quando passamos por ele, o planeta se move para trás no céu. Então ele avança novamente depois que passamos.

Outra evidência para o sistema solar centrado no Sol vem da observação de paralaxe , ou mudança aparente na posição das estrelas em relação umas às outras. Para um exemplo simples de paralaxe, segure seu dedo indicador na frente do seu rosto no comprimento do braço. Olhe só com o olho esquerdo, fechando o olho direito. Em seguida, feche o olho direito e olhe para o dedo com a esquerda. A posição aparente do dedo muda. Isso porque seus olhos esquerdo e direito estão olhando para o dedo com ângulos ligeiramente diferentes.

A mesma coisa acontece na Terra quando olhamos para as estrelas. Demora cerca de 365 dias para orbitarmos o sol. Se olharmos para uma estrela (localizada relativamente perto de nós) no verão, e olharmos para ela novamente no inverno, sua posição aparente no céu mudará porque estamos em diferentes pontos em nossa órbita. Nós vemos a estrela de diferentes pontos de vista. Com um cálculo simples, usando a paralaxe, também podemos descobrir a distância até aquela estrela.

Quão rápido estamos girando?

O giro da Terra é constante, mas a velocidade depende da latitude em que você está. Aqui está um exemplo. A circunferência (distância em torno da maior parte da Terra) é de aproximadamente 24.898 milhas (40.070 quilômetros), de acordo com a NASA . (Essa área também é chamada de equador.) Se você estimar que um dia tem 24 horas, divida a circunferência pela duração do dia. Isso produz uma velocidade no equador de cerca de 1.037 mph (1.670 km / h).

Você não estará se movendo tão rápido em outras latitudes, no entanto. Se nos movermos na metade do globo até 45 graus em latitude (norte ou sul), calcularemos a velocidade usando o co-seno (uma função trigonométrica) da latitude. Uma boa calculadora científica deve ter uma função cosseno disponível se você não souber como calculá-la. O co-seno de 45 é 0,707, portanto a velocidade de rotação a 45 graus é aproximadamente 0,707 x 1037 = 733 mph (1,180 km / h). Essa velocidade diminui mais quando você vai para o norte ou para o sul. No momento em que você chega aos pólos Norte ou Sul, seu giro é muito lento - leva um dia inteiro para girar no lugar.

Agências espaciais gostam de aproveitar o giro da Terra. Se eles estão enviando humanos para a Estação Espacial Internacional, por exemplo, o local preferido para fazer isso é perto do equador. É por isso que as missões de carga para a Estação Espacial Internacional, por exemplo, são lançadas da Flórida. Fazendo isso e lançando na mesma direção que o giro da Terra, os foguetes recebem um aumento de velocidade para ajudá-los a voar para o espaço.

Quão rápido a Terra orbita o sol?

A rotação da Terra, claro, não é o único movimento que temos no espaço. Nossa velocidade orbital em torno do sol é de cerca de 67.000 mph (107.000 km / h), de acordo com Cornell . Podemos calcular isso com geometria básica.

Primeiro, temos que descobrir até onde a Terra viaja. A Terra leva cerca de 365 dias para orbitar o sol. A órbita é uma elipse, mas para tornar a matemática mais simples, digamos que seja um círculo. Então, a órbita da Terra é a circunferência de um círculo. A distância da Terra ao Sol - chamada de unidade astronômica - é de 92.957.870 quilômetros (149.597.870 quilômetros), segundo a União Internacional de Astrônomos. Esse é o raio ( r ). A circunferência de um círculo é igual a 2 x π x r . Assim, em um ano, a Terra percorre cerca de 940 milhões de quilômetros.

Como a velocidade é igual à distância percorrida ao longo do tempo, a velocidade da Terra é calculada dividindo 584 milhões de milhas (940 milhões de km) por 365,25 dias e dividindo esse resultado por 24 horas para obter milhas por hora ou km por hora. Assim, a Terra viaja cerca de 2,6 milhões de quilômetros por dia, ou 107.226 km / h.

Sol e galáxia se movem também

O sol tem uma órbita própria na Via Láctea. O sol está a cerca de 25.000 anos-luz do centro da galáxia, e a Via Láctea tem pelo menos 100.000 anos-luz de diâmetro. Acreditamos que estamos a meio caminho do centro, segundo a Universidade de Stanford. O sol e o sistema solar parecem estar se movendo a 200 quilômetros por segundo , ou a uma velocidade média de 720.000 km / h. Mesmo a essa velocidade rápida, o sistema solar levaria cerca de 230 milhões de anos para percorrer toda a Via Láctea .

A Via Láctea também se move no espaço em relação a outras galáxias. Em cerca de 4 bilhões de anos, a Via Láctea colidirá com seu vizinho mais próximo, a galáxia de Andrômeda . Os dois estão se aproximando uns dos outros a cerca de 70 milhas por segundo (112 km por segundo).

Tudo no universo está, portanto, em movimento.

O que aconteceria se a Terra parasse de girar?

Não há chance de você ser lançado ao espaço agora, porque a gravidade da Terra é tão forte em comparação com o seu movimento giratório. (Esse último movimento é chamado de aceleração centrípeta.) Em seu ponto mais forte, que está no equador, a aceleração centrípeta apenas contrabalança a gravidade da Terra em cerca de 0,3%. Em outras palavras, você nem percebe isso, embora pesará um pouco menos no equador do que nos pólos .

A Nasa diz que a probabilidade de a Terra parar seu giro é " praticamente zero " nos próximos bilhões de anos. Teoricamente, no entanto, se a Terra parasse de se mexer de repente, haveria um efeito terrível. A atmosfera ainda estaria se movendo na velocidade original da rotação da Terra. Isso significa que tudo seria varrido da terra, incluindo pessoas, edifícios e até mesmo árvores, solo e rochas, acrescentou a NASA.

E se o processo fosse mais gradual? Este é o cenário mais provável em bilhões de anos, disse a NASA, porque o sol e a lua estão puxando o giro da Terra. Isso daria tempo de sobra para humanos, animais e plantas se acostumarem com a mudança. Pelas leis da física, o mais lento que a Terra poderia retardar sua rotação seria uma rotação a cada 365 dias. Essa situação é chamada de "síncrono do sol" e forçaria um lado do nosso planeta a sempre ficar de frente para o sol, e o outro lado para ficar de cara permanentemente. Em comparação: a Lua da Terra já está em uma rotação síncrona da Terra, onde um lado da lua sempre está voltado para nós, e o outro lado oposto a nós.

Mas voltando ao cenário sem rotação por um segundo: Haveria alguns outros efeitos estranhos se a Terra parasse de girar completamente, disse a Nasa. Por um lado, o campo magnético presumivelmente desapareceria porque é pensado para ser gerado em parte por um giro. Nós perderíamos nossas auroras coloridas, e os cinturões de radiação de Van Allen que cercam a Terra provavelmente desapareceriam também. Então a Terra estaria nua contra a fúria do sol. Toda vez que enviava uma ejeção de massa coronal (partículas carregadas) em direção à Terra, ela atingia a superfície e banhava tudo em radiação. "Este é um risco biológico significativo", disse a NASA.
Fonte: https://www.space.com
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