6 de fevereiro de 2019

Bolhas de estrelas recém nascidas

Esta região de estrelas recém nascidas na Grande Nuvem de Magalhães foi capturada pelo instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope do ESO. A quantidade relativamente pequena de poeira existente na Grande Nuvem de Magalhães e a visão precisa do MUSE permitiram a observação no visível de intrincados detalhes nesta região.

Esta região da Grande Nuvem de Magalhães brilha em cores fortes nesta imagem capturada pelo instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope do ESO (VLT). A região, chamada LHA 120-N 180B (ou N180B) é um tipo de nebulosa conhecida por região HII, onde se formam novas estrelas.
A Grande Nuvem de Magalhães é uma galáxia satélite da Via Láctea, visível essencialmente no hemisfério sul. A apenas 160 000 anos-luz de distância da Terra, esta galáxia encontra-se praticamente à nossa porta. Para além de estar próxima de nós, o único braço em espiral da Grande Nuvem de Magalhães aparece-nos praticamente de face, o que nos permite observar facilmente regiões tais como a N180B.

As regiões HII são nuvens interestelares de hidrogénio ionizado — os núcleos de átomos de hidrogénio. Estas regiões são maternidades estelares, onde estrelas massivas recém formadas são responsáveis pela ionização do gás circundante, fazendo destas nuvens objetos celestes muito bonitos. A forma distinta da N180B é formada por uma enorme bolha de hidrogénio ionizado rodeada por quatro bolhas mais pequenas.

No interior desta nuvem resplandescente, o MUSE descobriu um jacto a ser lançado por uma estrela jovem — um jovem objeto estelar massivo com uma massa 12 vezes maior que a do nosso Sol. Podemos ver este jacto — chamado Herbig-Haro 1177 ou HH 1177 — com todo o detalhe na imagem acompanhante (eso1903b). Trata-se da primeira vez que um tal jacto é observado no visível fora da Via Láctea, uma vez que normalmente estes objetos encontram-se obscurecidos pela poeira que os rodeia. 

No entanto, o meio relativamente livre de poeira da Grande Nuvem de Magalhães permite-nos observar o HH 1177 nos comprimentos de onda do visível. Com uma dimensão de quase 33 anos-luz, trata-se de um dos jactos deste tipo mais compridos alguma vez observados.

O HH 1177 dá-nos informação sobre a vida inicial das estrelas. O raio é altamente colimado, ou seja, quase que não se espalha à medida que viaja. Jactos deste tipo estão normalmente associados aos discos de acreção das suas estrelas, dando-nos informação sobre como é que estrelas muito jovens ganham matéria. Os astrónomos descobriram que tanto as estrelas de baixa massa como as de elevada massa lançam jactos colimados como o HH 1177 por meio de mecanismos semelhantes — o que nos leva a supor que as estrelas massivas se formam do mesmo modo que as suas companheiras de pequena massa.

O MUSE foi recentemente melhorado com a adição da Infraestrutura de Óptica Adaptativa no Modo de Campo Largo, a qual viu a sua primeira luz em 2017. A óptica adaptativa é o processo pelo qual os telescópios do ESO compensam os efeitos de distorção da atmosfera terrestre — transformando estrelas cintilantes em imagens nítidas de alta resolução. Desde a obtenção destes dados, a adição do Modo de Campo Estreito deu ao MUSE uma visão quase tão nítida como a que tem o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA — permitindo-nos assim explorar o Universo com um detalhe sem precedentes.
Fonte: ESO

Rover Curiosity mede gravidade de uma mntanha

Imagens, lado a lado, do rover Curiosity (esquerda) e do "buggy" lunar conduzido durante a missão Apollo 16. Os "buggies" lunares foram usados durantes as Apollo 15, 16 e 17 para transportar os astronautas, amostras lunares e equipamentos. Durante a missão Apollo 17, um dos equipamentos era o TGE (Traverse Gravimeter Experiment), usado para medir a gravidade. O Curiosity não foi enviado para Marte com gravímetros, mas tem acelerómetros que são usados para navegação. Um artigo publicado na Science, no dia 31 de janeiro de 2019, detalha como estes sensores foram reaproveitados para medir a atração gravitacional do Monte Sharp, a montanha que o Curiosity tem vindo a escalar desde 2014.Crédito: NASA/JPL-Caltech  

Os astronautas da Apollo 17 conduziram um "buggy" através da superfície lunar em 1972, medindo a gravidade com um instrumento especial. Não existem astronautas em Marte, mas um grupo de investigadores inteligentes percebeu que possuem as ferramentas para realizar experiências semelhantes com o "buggy" marciano que estão a operar. Num novo artigo publicado na revista Science, os investigadores detalham como reaproveitaram os sensores usados para conduzir o rover Curiosity e os transformaram em gravímetros, que medem mudanças na atração gravitacional. Isto permitiu que medissem o subtil puxão das camadas rochosas na região inferior do Monte Sharp, que sobe 5 quilómetros desde a base da Cratera Gale e que o Curiosity tem vindo a escalar desde 2014. Os resultados? Ao que parece, a densidade dessas camadas rochosas é muito mais baixa do que o esperado.

Tal como um "smartphone", o Curiosity contém acelerómetros e giroscópios. A localização e orientação do utilizador pode ser determinada através do movimento do "smartphone". Os sensores do Curiosity fazem o mesmo, mas com uma precisão muito maior, desempenhando um papel crucial na navegação pela superfície marciana em cada viagem. O conhecimento da orientação do rover também permite com que os engenheiros apontem com precisão os seus instrumentos e a antena multidirecional de alto ganho.

Por feliz coincidência, os acelerómetros do rover podem ser usados tal como o gravímetro da Apollo 17. Os acelerómetros detetam a gravidade do planeta sempre que o rover está parado. Usando dados de engenharia dos primeiros cinco anos da missão, os autores do artigo científico mediram a atração gravitacional de Marte sobre o rover. À medida que o Curiosity sobe o Monte Sharp, a montanha acrescenta gravidade - mas não tanto quanto os cientistas esperavam.

"As regiões mais baixas do Monte Sharp são surpreendentemente porosas," disse o autor principal Kevin Lewis da Universidade Johns Hopkins. "Sabemos que as camadas inferiores da montanha foram enterradas ao longo do tempo. Isso compacta-as, tornando-as mais densas. Mas este achado sugere que não foram enterradas com tanto material quanto pensávamos." 

Ciência de um "Buggy" Marciano

Os astronautas da Apollo 17 conduziram o seu "buggy" pelo Vale Taurus-Littrow da Lua, parando periodicamente para obter 25 medições. Lewis estudou os campos de gravidade marciana usando dados recolhidos por orbitadores da NASA e estava familiarizado com o gravímetro da Apollo 17. O artigo científico utiliza mais de 700 medições dos acelerómetros do Curiosity, obtidas entre outubro de 2012 e junho de 2017. Estes dados foram calibrados para filtrar o "ruído", como os efeitos da temperatura e a inclinação do rover durante a sua subida. Os cálculos foram então comparados com os modelos dos campos de gravidade de Marte para garantir a precisão. Os resultados também foram comparados com as estimativas de densidade mineral do instrumento CheMin (Chemistry and Mineralogy) do Curiosity, que caracteriza os minerais cristalinos em amostras de rochas usando um feixe de raios-X. Esses dados ajudam a informar quão porosas são as rochas.

Montanha Misteriosa

Existem muitas montanhas dentro de crateras ou ravinas em Marte, mas poucas chegam perto da escala do Monte Sharp. Os cientistas ainda não sabem ao certo como a montanha cresceu dentro da Cratera Gale. Uma ideia é que a cratera foi preenchida com sedimentos. A que percentagem, continua a ser um tema de debate, mas o pensamento é que muitos milhões de anos de vento e erosão eventualmente acabaram por escavar a montanha.

Se a cratera tivesse sido preenchida até aos rebordos, todo esse material deveria ter pressionado ou compactado as muitas camadas de sedimentos finos por baixo. Mas o novo artigo sugere que as camadas inferiores do Monte Sharp foram compactadas apenas 1 a 2 quilómetros - muito menos do que se a cratera tivesse sido completamente preenchida.

"Ainda há muitas dúvidas sobre o desenvolvimento do Monte Sharp, mas este artigo acrescenta uma importante peça ao quebra-cabeças," disse o coautor do estudo Ashwin Vasavada, cientista do projeto Curiosity do JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. "Estou muito contente que cientistas e engenheiros criativos ainda encontrem formas inovadoras de fazer novas descobertas científicas com o rover," realçou.

Lewis disse que Marte tem muitos mistérios além do Monte Sharp. A sua paisagem é como a da Terra, mas esculpida mais pelo vento e pela areia do que pela água. São irmãos planetários, ao mesmo tempo parecidos e completamente diferentes.
Fonte: Inovação Tecnológica

Futuro Colisor Circular: Mais ambição que ciência?

Estrutura do proposto FFC em comparação com o anel do atual LHC. [Imagem: CERN]

Futuro Colisor Circular
A palavra "ambição" talvez seja a que melhor descreva essa máquina, quatro vezes maior e 10 vezes mais poderosa que o mais moderno equipamento do tipo usado atualmente.
O desejo de aprofundar os limites da ciência e descobrir, finalmente, a história do Universo, é o objetivo da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN na sigla em francês) ao propor a construção do que seria o sucessor do Grande Colisor de Hádrons, ou LHC, o mais poderoso acelerador de partículas do planeta.
O equipamento, batizado de Futuro Colisor Circular (FCC), seria montado em Genebra, na Suíça, com um custo estimado de US$ 25,5 bilhões (cerca de R$ 95,5 bilhões).
O objetivo dos pesquisadores do CERN é que a estrutura já esteja operante em 2050, explorando novas partículas subatômicas.
Críticos do projeto argumentam, contudo, que os recursos consumidos por ele seriam melhor aplicados em áreas de pesquisa em que novas descobertas são mais urgentes, como aquelas que investigam as mudanças climáticas.
Elétrons e pósitrons
Os planos do CERN foram apresentados em um "relatório conceitual de design" e serão avaliados, em paralelo a outras propostas, por um painel internacional de físicos de partículas responsável por desenhar a nova Estratégia Europeia de Física de Partículas de 2020.
O projeto envolve a construção de um novo túnel sob a estrutura física do CERN em Genebra para instalar um anel de cerca de 100 km de diâmetro, que inicialmente promoveria a colisão de elétrons com suas versões de antimatéria, os pósitrons.
A etapa seguinte prevê a colisão entre prótons e elétrons e os estágios um e dois lançariam as bases para possibilitar a colisão entre prótons com uma força 10 vezes maior do que a que é usada hoje pelo LHC.
Futuro Colisor Circular: Mais ambição que ciência?
Cientistas questionam pertinência do investimento gigantesco em apenas uma área das ciências, deixando questões prioritárias de lado. [Imagem: CERN]
Aposta em modelo incompleto
Físicos esperam que essas colisões, a uma velocidade sem precedentes, revelem um novo mundo de partículas, aquelas que permitem que o Universo funcione - em vez das partículas subatômicas que conhecemos e que desempenham apenas um papel de mediadoras nas forças da natureza.
A atual teoria da física subatômica, chamada de Modelo Padrão, tem sido um dos grandes triunfos do século 20. Mas as observações dos astrônomos sugerem que há mais no Universo do que poderia ser explicado pelo Modelo Padrão. As galáxias giram mais rápido do que "deveriam" e a expansão do Universo está acelerando em vez de desacelerar. Além disso, o Modelo Padrão não consegue explicar a gravidade.
Portanto, teria que haver um processo mais profundo, envolvendo partículas que ainda não foram descobertas. Quando os físicos propuseram a construção do LHC, eles esperavam descobrir partículas além do Modelo Padrão, mas até agora não conseguiram.
Prioridades científicas
A dificuldade com as propostas do CERN para construir um Grande Colisor de Hádrons de maior escala - o FCC - é que ninguém sabe a que velocidade será necessário colidir as partículas para as descobertas irem além do bóson de Higgs.
Os contribuintes que bancaram os primeiros investimentos, contudo, a essa altura talvez esperassem que o LHC já tivesse encontrado partículas além do Modelo Padrão. Assim, a construção de um acelerador maior corre o risco de gerar a impressão de que o desejo da comunidade física por aceleradores cada vez maiores e mais caros é potencialmente tão ilimitado quanto o próprio Universo.
"Temos que colocar um limite em algum ponto, senão acabaremos com um colisor tão grande que vai girar ao redor da Linha do Equador. E, se não parar por aí, talvez a gente receba um pedido para que ele vá à Lua e volte," disse o cientista britânico David King, que tem assessorado o governo do Reino Unido e a Comissão Europeia em petições de grandes financiamentos.
O professor King acredita que os governos deveriam avaliar se esse dinheiro poderia ser mais bem gasto na pesquisa de outras prioridades mais urgentes: "Estamos caminhando para uma era na qual a vida no planeta será cada vez mais quente. Na qual a atual economia global deixará de funcionar e mais de 150 milhões de pessoas serão forçadas a se mudar. Então, se tivéssemos uma bolsa de US$ 25,5 bilhões e estivéssemos discutindo o que fazer com ela, teríamos que debater com pessoas da comunidade de ciências médicas ideias para melhorar a saúde e o bem-estar do ser humano".
Fonte: Inovação Tecnológica
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