9 de maio de 2018

Estes são os desafios loucos que os cientistas estão trabalhando, para que possamos tocar uma estrela alienígena Um dia...

Dois anos após o lançamento da Iniciativa Starshot Breakthrough, com o objetivo de enviar um objeto para nosso vizinho estelar mais próximo, ainda estamos olhando para o céu sonhando com a possibilidade.
Uma equipe de cientistas de materiais examinou com mais seriedade o estado atual da tecnologia e listou o que precisamos descobrir antes de podermos construir algo que realmente esteja à altura da tarefa.
Infelizmente, isso ainda parece o reino da ficção científica distante.
Tomando a abordagem do vidro meio cheio, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia estão otimistas de que enviar um objeto para o sistema estelar Alpha Centauri dentro de uma vida humana é teoricamente possível, pelo menos com os materiais certos.
O Starshot é um dos três projetos que compõem a Breakthrough Initiative, programa fundado em 2015 pelo bilionário russo Yuri Milner e sua esposa Julia, " para explorar o universo , buscar evidências científicas da vida além da Terra e encorajar o debate público de uma perspectiva planetária". "
A partir de uma posição prática, não devemos segurar a respiração nesta parte específica do projeto, pegando vapor a qualquer momento em breve.
Não só esses materiais precisam ser inventados, todo o processo por trás de sua aceleração precisa superar alguns obstáculos sérios.
A uma distância de pouco mais de 4 anos-luz, as três estrelas que formam Alpha Centauri estão logo acima da cerca da galáxia. Se quisermos contemplar um sol diferente, esses bebês seriam os primeiros degraus.
Não é exatamente um lugar chato também. Não é apenas abrigar planetas de rocha morta, mas um potencial  segundo lar .
A iniciativa Starshot visa não apenas enviar uma pequena sonda para o sistema estelar, mas também para cobrir esses anos-luz de distância em décadas, em vez de séculos.
São cerca de 41 trilhões de quilômetros, ou 26 trilhões de milhas, da rodovia interestelar que estamos falando. E é esperado que chegue antes da idade de aposentadoria dos astrônomos mais jovens de hoje.
Para colocar isso em perspectiva, a Voyager 1 foi lançada há mais de 40 anos e, embora seja o objeto criado pela Terra mais distante da Terra, ainda está a meros 20 bilhões de quilômetros de distância .
Os reforços químicos e a fisica do estilingue não serão cortados desta vez, para não atingir a espantosa velocidade de luz de 20% necessária para puxar tudo isso. Nossa melhor chance de atingir uma fração considerável da velocidade da luz é realmente usar a velocidade da própria luz.
Preencher um material com fótons deve transmitir inércia suficiente para deslocá-lo lentamente até a velocidade mais importante.
Mas, como a aceleração precisa levar em conta a massa, assim como a força, o material tem que ser ridiculamente baixo peso, para não mencionar reflexivo o suficiente para devolver esses fótons.
missão IKAROS ( Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation of the Sun ) do Japão de 2010 fornece uma prova de conceito, atingindo velocidades de 400 metros (pouco mais de 1300 pés) por segundo.
Agora só precisamos de uma vela que possa elevar uma minúscula caixa até atingir velocidades de cerca de 60.000 quilômetros (pouco mais de 37.000 milhas) por segundo. Moleza; fácil; baba.
Fazendo as contas, os pesquisadores decidiram que o grafeno poderia chegar perto de fazer uma vela de pelo menos 10 metros quadrados (cerca de 107 pés quadrados), mantendo-se sob um grama (0,04 onças) de peso.
Perfeito. Exceto ... não é reflexivo o suficiente, e torná-lo brilhante com um revestimento de metal seria apenas adicionar muito peso.
Mas vamos agora imaginar que temos o material perfeito. Nós ainda precisaremos fabricá-lo em uma forma que pegue essa brisa fotônica sem desviar do curso ao longo de uma distância tão entorpecente.
Os pesquisadores sugerem que uma esfera ou alguma outra geometria convexa pode oferecer estabilidade suficiente, mas qualquer coisa em torno de 10 metros quadrados de superfície correria o risco de ter pequenos, mas preocupantes, solavancos.
O problema de fazer com que esta forma perfeita navegasse até a velocidade exigiria bombardeá-los com fótons de uma bateria de lasers. Depois de um tempo, esses lasers seriam difíceis de focar, especialmente se estivéssemos restritos a atirar neles através da atmosfera da superfície da Terra.
Usar comprimentos de onda na parte infra-vermelha do espectro poderia ajudar. Mas então chegamos à questão de como eliminar o excesso de calor para evitar um colapso catastrófico.
Agora, se resolvermos tudo isso, nossa incrível nanossonda à vela leve pode de repente ser parada se acaso se chocar com uma partícula de pó ou dois . Significando que precisaríamos do material certo para lidar com isso também.
Conseguimos resolver isso? Ótimo. Então precisamos ter um sistema para travar quando ele chegar. Felizmente, alguns pesquisadores estão por todo esse problema .
Camada após camada, é uma série de problemas incrivelmente difíceis.
Mas não deixe que isso prejudique seus sonhos de um serviço postal interestelar. Sem dúvida, havia equipes semelhantes de cientistas de materiais de partido-pooper despejando água fria em idéias sobre as primeiras missões a Marte e Vênus.
Este é um caso que estamos desesperados para ouvir de soluções surpreendentes que provam que os que duvidam estão errados.
Fonte: https://www.sciencealert.com/

Asteroide exilado descoberto nos confins do Sistema Solar

Telescópios do ESO descobrem asteroide enigmático que nos dá pistas da turbulenta história primordial do Sistema Solar

Com o auxílio dos telescópios do ESO, uma equipe internacional de astrônomos investigou uma relíquia do Sistema Solar primordial. A equipe descobriu que o estranho objeto do Cinturão de Kuiper 2004 EW95 é um asteroide rico em carbono, o primeiro deste tipo confirmado nos frios confins do Sistema Solar. Este curioso objeto formou-se muito provavelmente no cinturão de asteroides situado entre Marte e Júpiter e foi depois lançado a bilhões de quilômetros de distância, instalando-se assim no Cinturão de Kuiper.
Os primórdios do nosso Sistema Solar foram muito tempestuosos. Modelos teóricos desse período predizem que depois da formação dos gigantes gasosos, estes planetas assolaram o Sistema Solar, ejetando pequenos corpos rochosos das regiões internas para órbitas mais externas, muito afastadas do Sol. Em particular, os modelos sugerem que o cinturão de Kuiper — uma região fria situada além da órbita de Netuno — deveria conter uma pequena fração de corpos rochosos originários do Sistema Solar interno, tais como os asteroides ricos em carbono, os chamados asteroides carbonáceos (ou do tipo C).

Agora, um artigo científico recente apresenta evidências sólidas para a existência do primeiro asteroide do tipo C observado no cinturão de Kuiper, apoiando assim fortemente os modelos teóricos dos primórdios turbulentos do nosso Sistema Solar. Após medições difíceis obtidas por vários instrumentos montados no Very Large Telescope do ESO, uma pequena equipe de astrônomos liderada por Tom Seccull da Queen’s University Belfast no Reino Unido, conseguiu obter a composição do objeto anômalo do cinturão de Kuiper 2004 EW95 e determinar que se trata de um asteroide carbonáceo. Este fato sugere que este asteroide se formou originalmente no Sistema Solar interno, tendo depois migrado mais para o exterior.

A natureza peculiar de 2004 EW95 foi inicialmente observada durante observações de rotina obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA por Wesley Fraser, também astrônomo na Queen’s University Belfast e um dos membros da equipe responsável por esta descoberta. O espectro de reflexão do asteroide — um padrão específico de comprimentos de onda da luz refletida por um objeto — era diferente dos espectros de pequenos objetos da cinturão de Kuiper semelhantes, os quais apresentam tipicamente espectros pouco interessantes sem estruturas, que revelam pouca informação sobre a sua composição.

O espectro de reflexão de 2004 EW95 era claramente distinto dos outros objetos observados no Sistema Solar externo,” explica o autor principal do trabalho, Seccull. “Era de fato suficientemente estranho para merecer uma segunda observação mais detalhada.

A equipe observou o 2004 EW95 com os instrumentos X-Shooter e FORS2 montados no VLT. A sensibilidade destes espectrógrafos permitiu aos investigadores obter medições mais detalhadas do padrão de luz refletida pelo asteroide e consequentemente inferir a sua composição. No entanto, mesmo com o impressionante poder coletor do VLT, 2044 EW95 era ainda difícil de observar. Apesar do objeto ter uma dimensão de 300 km, encontra-se atualmente à colossal distância da Terra de 4 bilhões de km, o que faz com que a obtenção de dados da sua superfície escura rica em carbono, se torne  num desafio científico bastante grande.

É um pouco como observar uma montanha de carvão gigante sobre o fundo negro do céu noturno,” explica o co-autor Thomas Puzia da Pontificia Universidad Católica de Chile.

Além de se movimentar, 2004 EW95 é também muitíssimo fraco,” acrescenta Seccull. “Tivemos que usar técnicas de processamento de dados muito avançadas para retirar a maior informação possível dos dados.” Duas estruturas nos espectros do objeto eram particularmente notórias e correspondiam à presença de óxidos de ferro e filossilicatos. A presença destes materiais nunca tinha sido confirmada anteriormente num objeto do cinturão de Kuiper e sugere fortemente que 2004 EW95 se formou no Sistema Solar interior.

Seccull conclui: Dada a localização atual de 2004 EW95 nos confins gelados do Sistema Solar, podemos dizer que o objeto foi lançado para a sua órbita atual por um planeta migratório durante os primórdios do Sistema Solar.

Apesar de já ter havido referências anteriores a outros espectros de objetos do cinturão de Kuiper “atípicos”, nenhuma foi confirmada com este nível de certeza,” comenta Olivier Hainaut, astrônomo do ESO que não fez parte da equipe. “A descoberta de um asteroide do tipo C no cinturão de Kuiper é uma das verificações chave de uma das previsões fundamentais dos modelos dinâmicos do Sistema Solar primordial.
Fonte: http://www.eso.org/public/brazil/news/

Por que o sol ainda não acabou?

O aquecedor pessoal do nosso planeta é incrivelmente eficiente.
O sol é essencialmente uma gigantesca usina nuclear.NASA / SDO

Nosso sol é uma estrela razoavelmente comum na Via Láctea - não é a mais brilhante, nem a maior, e tem apenas 4,5 bilhões de anos. É único em que sua luz e calor sustentam toda a vida no único planeta habitado que conhecemos no universo. Felizmente para nós, não se esgotou antes de aparecermos algumas centenas de milhares de anos atrás. Mas como poderia ter tanto combustível? Por que não foi apagado como uma vela ou uma fogueira? E quando finalmente vai acabar?
Esta foi uma questão premente no século 19, diz Catherine Pilachowski, professora de astronomia da Universidade de Indiana. Na época, os seres humanos só entendiam duas maneiras pelas quais o sol poderia gerar energia: ou criava calor e luz através de contrações gravitacionais - puxando-se para o centro e emitindo energia (na forma de calor que sentimos na Terra), portanto ficando menor com o tempo - ou estava literalmente em chamas, como a reação química que vemos na Terra quando acendemos um fósforo ou iniciamos uma fogueira.
Pensando que qualquer dos métodos poderia ter sido o modus operandi do sol, os cientistas calcularam exatamente quanto tempo o sol poderia ter existido usando os dois métodos. Mas nenhum dos resultados se equiparou ao que sabíamos que era a idade do sistema solar - 4,5 bilhões de anos. Se o sol estivesse se contraindo ou queimando, teria ficado sem combustível muito antes de chegarmos. Claramente, algo mais estava acontecendo.
Algumas décadas mais tarde e armados com o famoso E = mc2 de Einstein , que confirmou que qualquer coisa que tenha massa deve ter uma quantidade equivalente de energia, os astrônomos britânicos da década de 1920 propuseram que o sol estava realmente convertendo sua massa em energia. No entanto, em vez de um forno que converte madeira e carvão em cinzas e carbono enegrecido (emitindo luz e calor ao longo do caminho), o centro do sol é mais como uma gigantesca usina nuclear.
O sol contém um grande número de átomos de hidrogênio. Normalmente, um átomo de hidrogênio neutro contém um próton carregado positivamente e um elétron carregado negativamente que o orbita. Quando esse átomo encontra um de seus colegas átomos de hidrogênio, seus respectivos elétrons externos repelem-se magneticamente como se fossem guarda-costas. Isso impede que qualquer um dos prótons se encontrem. 
Mas o núcleo do sol é tão quente e tão pressurizado que os átomos giram ao redor com tanta energia cinética que superam a força que os une e os elétrons se separam de seus prótons. Isso significa que os prótons, geralmente presos dentro do núcleo do átomo de hidrogênio, podem realmente se tocar e se juntam em um processo chamado fusão termonuclear.
Assim como dentro de um reator nuclear , átomos dentro do núcleo do sol batem um no outro a cada segundo. Na maioria das vezes, quatro prótons de hidrogênio se fundem para criar um átomo de hélio. Ao longo do caminho, um pouquinho da massa nesses quatro minúsculos prótons está "perdido"; mas como o universo conserva a matéria, não pode simplesmente desaparecer. 
Em vez disso, essa massa é convertida em uma quantidade dramática de energia - a cada segundo, o sol irradia 3,9 x 10 26watts de energia. (Essa é uma quantidade enorme de energia que honestamente não há analogia centrada na Terra. Talvez esse número possa ser contextualizado assim: essa quantidade de watts é muito mais do que toda a eletricidade que o mundo inteiro usaria, às taxas atuais, ao longo de várias centenas de milhares de séculos.)
A eficiência da fusão termonuclear é a principal razão pela qual o sol continua irradiando calor por tanto tempo - a energia liberada ao transformar apenas um quilo de hidrogênio em hélio é o mesmo que queimar 20.000 toneladas métricas de carvão. Como o sol é tão grande e relativamente jovem, os cientistas estimam que ele usou apenas metade de seu hidrogênio produtor de energia. 
Eventualmente, o núcleo do sol irá converter todo o seu hidrogênio em hélio e a estrela morrerá. Mas não se preocupe. Isso não acontecerá por mais 5 bilhões de anos.
Fonte: https://www.popsci.com


O campo magnético da Terra não está prestes a reverter

Um estudo das mais recentes reversões do campo magnético da Terra por uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo a Universidade de Liverpool, descobriu que é improvável que tal evento ocorra em breve.
 Intensidade na superfície da Terra (esquerda) e campo radial (Br) no CMB (direita). Top: ponto médio da excursão de Laschamp; fundo: ponto médio da excursão do Lago Mono. O campo é truncado no grau harmônico esférico cinco. Crédito: Universidade de Liverpool

Tem havido especulações de que os campos geomagnéticos da Terra podem estar prestes a reverter, com implicações substanciais, devido a um enfraquecimento do campo magnético ao longo dos últimos duzentos anos, combinado com a expansão de uma área fraca identificada no campo magnético da Terra. chamado Anomalia do Atlântico Sul, que se estende do Chile ao Zimbábue.
Em um artigo publicado na revista Proceedings da National Academy of Sciences , uma equipe de pesquisadores internacionais observa observações do campo geomagnético dos dois mais recentes eventos de excursões geomagnéticas, o Laschamp, aproximadamente 41.000 anos atrás, e o Mono Lake, cerca de 34.000 anos atrás. , onde o campo chegou perto de reverter mas recuperou sua estrutura original.
O modelo revela uma estrutura de campo comparável ao atual campo geomagnético em aproximadamente 49.000 e 46.000 anos atrás, com uma estrutura de intensidade semelhante, mas muito mais forte que a Anomalia do Atlântico Sul (SAA) de hoje; seu tempo e severidade são confirmados por registros de nuclídeos cosmogênicos. No entanto, nenhum desses campos semelhantes a SAA se desenvolveu em uma excursão ou reversão.
Richard Holme, professor de Geomagnetismo na Universidade de Liverpool, disse: "Tem havido especulações de que estamos prestes a experimentar uma inversão polar magnética ou excursão. No entanto, estudando os dois eventos de excursão mais recentes, mostramos que não se assemelham a mudanças atuais no campo geomagnético e, portanto, é provavelmente improvável que tal evento está prestes a acontecer.
"Nossa pesquisa sugere que o atual campo enfraquecido irá se recuperar sem um evento tão extremo e, portanto, é improvável que seja revertido".
A força e estrutura do campo magnético da Terra tem variado em diferentes momentos ao longo da história geológica. Em certos períodos, o campo geomagnético enfraqueceu a tal ponto que foi capaz de trocar as posições de norte magnético e sul magnético, enquanto o norte geográfico e o sul geográfico permanecem os mesmos.
Chamada de inversão geomagnética, a última vez que isso aconteceu foi 780.000 anos atrás. No entanto, as excursões geomagnéticas, onde o campo chega perto de reverter, mas recupera sua estrutura original, ocorreram mais recentemente.
O campo magnético protege a Terra dos ventos solares e da radiação cósmica prejudicial. Também ajuda na navegação humana, migrações de animais e protege os sistemas de telecomunicações e satélites. Ele é gerado nas profundezas da Terra em um núcleo externo fluido de ferro, níquel e outros metais que cria correntes elétricas, que por sua vez produzem campos magnéticos.
Fonte: https://www.sciencedaily.com/
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