2 de maio de 2019

O que torna um planeta habitável


A impressão do artista mostra uma visão da superfície do planeta Proxima b orbitando a estrela anã vermelha Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sistema Solar. Crédito: ESO / M. Kornmesser

Quais das características da Terra eram essenciais para a origem e sustento da vida? E como os cientistas identificam esses recursos em outros mundos? 

Uma equipe de pesquisadores com uma gama de conhecimentos variando de geoquímica a ciência planetária e astronomia publicou nesta semana um ensaio na Science pedindo à comunidade de pesquisadores que reconheça a importância vital da dinâmica interior de um planeta na criação de um ambiente hospitaleiro para a vida .

Com nossas capacidades existentes, observar a composição atmosférica de um exoplaneta será a primeira maneira de procurar assinaturas de vida em outro lugar. No entanto, Anat Shahar de Carnegie, Peter Driscoll, Alycia Weinberger e George Cody argumentam que um quadro verdadeiro da habitabilidade planetária deve considerar como a atmosfera de um planeta está ligada e moldada pelo que está acontecendo em seu interior.

Por exemplo, na Terra, as placas tectônicas são cruciais para manter um clima de superfície onde a vida pode prosperar. Além do mais, sem o ciclo de material entre sua superfície e interior, a convecção que impulsiona o campo magnético da Terra não seria possível e sem um campo magnético , seríamos bombardeados pela radiação cósmica.

"Precisamos entender melhor como a composição e o interior de um planeta influenciam sua habitabilidade, começando pela Terra", disse Shahar. "Isso pode ser usado para guiar a busca por exoplanetas e sistemas estelares onde a vida poderia prosperar, assinaturas das quais poderiam ser detectadas por telescópios."

Tudo começa com o processo de formação. Os planetas nascem do anel rotativo de poeira e gás que envolve uma jovem estrela. Os blocos de construção elementares dos quais os planetas rochosos se formam - silício, magnésio, oxigênio, carbono, ferro e hidrogênio - são universais. Mas suas abundâncias e o aquecimento e resfriamento que experimentam em sua juventude afetarão sua química interior e, por sua vez, coisas como volume do oceano e composição atmosférica .

"Uma das grandes questões que precisamos fazer é se as características geológicas e dinâmicas que tornam nosso planeta habitável podem ser produzidas em planetas com diferentes composições", explicou Driscoll.

Os colegas de Carnegie afirmam que a busca por vida extraterrestre deve ser guiada por uma abordagem interdisciplinar que combina observações astronômicas , experimentos de laboratório de condições interiores planetárias e modelagem matemática e simulações.

"Os cientistas da Carnegie são líderes mundiais há muito estabelecidos nos campos da geoquímica, geofísica, ciência planetária , astrobiologia e astronomia", disse Weinberger. "Então, nossa instituição está perfeitamente posicionada para enfrentar esse desafio interdisciplinar."

Na próxima década, quando uma nova geração de telescópios entrar em operação, os cientistas começarão a procurar seriamente por bioassinaturas nas atmosferas de exoplanetas rochosos. Mas os colegas dizem que essas observações devem ser colocadas no contexto de uma compreensão mais ampla de como a composição total e a geoquímica interior de um planeta determinam a evolução de uma superfície estável e temperada onde a vida talvez pudesse surgir e prosperar.

"O coração da habitabilidade está nos interiores planetários", concluiu Cody.

Fonte: Phys.org

O grão de poeira estelar encontrado na Antártida que pode dar pistas sobre origem do Sistema Solar

Trata-se de um pequeno grão de poeira que faz parte de uma estrela que deixou de existir há muito tempo.
Do tamanho de um micróbio, a amostra - lançada ao espaço por uma estrela que explodiu antes mesmo do nascimento do Sistema Solar - foi encontrada em um meteorito rochoso na Antártida. 

A descoberta pode colocar em xeque as teorias atuais sobre como estrelas mortas se dispersam e semeiam matérias-primas no universo para a formação de planetas e, em última análise, moléculas precursoras da vida.

Raramente, esses grãos de poeira conseguem sobreviver ao caos, como a criação do Sistema Solar. Sendo assim, os cientistas esperam que a amostra ofereça pistas sobre a formação do mundo que nos rodeia.  

Por ser uma verdadeira poeira estelar, estes grãos pré-solares nos dão uma ideia dos blocos de construção a partir dos quais nosso sistema solar foi formado", afirmou Pierre Haenecour, pesquisador da Universidade do Arizona, nos EUA, e principal autor do estudo publicado na edição digital da revista científica Nature Astronomy.

Explosão estelar

O grão de poeira, chamado LAP 149, foi analisado no centro de microscopia do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona por meio de equipamentos sensíveis o suficiente para identificar átomos individuais.  O LAP 149 é o único material conhecido de grafite e silicato que pode ser rastreado até um tipo específico de explosão estelar, chamada nova.

Estima-se que o pequeno "mensageiro" tenha sobrevivido à jornada pelo espaço interestelar e chegado à região que viria a ser nosso Sistema Solar há cerca de 4,5 bilhões de anos.

As novas são sistemas estelares binários em que remanescentes do núcleo de um estrela, chamada anã branca, estão em vias de desaparecer do universo, enquanto sua companheira é uma estrela de massa baixa.

A anã branca começa a se apropriar do material da estrela secundária. E, uma vez que acumula material estelar novo o suficiente, explode de forma violenta o bastante para gerar novos elementos químicos e lançá-los no espaço.

Logo após o Big Bang, quando o universo consistia apenas de hidrogênio, hélio e traços de lítio, as explosões estelares contribuíram para o enriquecimento químico do cosmos, dando origem à variedade de elementos que conhecemos hoje.

Carbono e oxigênio

Os cientistas descobriram que o grão de poeira era altamente enriquecido com um isótopo raro de carbono, chamado 13C.

E a análise a nível atômico revelou ainda mais surpresas: diferentemente de grãos de poeira similares formados a partir de estrelas mortas, o LAP-149 é o primeiro grão constituído por grafite que contém silicato rico em oxigênio de que se tem conhecimento.

"Nossa descoberta nos dá uma ideia de um processo que nunca poderíamos testemunhar na Terra", acrescenta Haenecour.

"As composições isotópicas de carbono em qualquer amostra proveniente de qualquer planeta ou corpo celeste do nosso sistema solar variam normalmente por um fator da ordem de 50", disse Haenecour.

"O 13C que encontramos no LAP-149 está enriquecido mais de 50 mil vezes. Estes resultados fornecem evidências de que grãos ricos em carbono e oxigênio das novas contribuíram para a construção do nosso sistema solar."

Infelizmente, o LAP-149 não contém átomos suficientes para determinar sua idade exata. Por isso, os pesquisadores esperam encontrar amostras similares de tamanho maior no futuro.

"Se conseguirmos datar esses objetos algum dia, poderemos ter uma ideia melhor de como nossa galáxia era vista em nossa região e do que desencadeou a formação do sistema solar", afirmou Tom Zega, professor associado do Laboratório Lunar e Planetário e do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Arizona.

Talvez a gente deva nossa existência à explosão de uma supernova próxima, comprimindo nuvens de gás e poeira com sua onda de choque, acendendo estrelas e criando viveiros estelares, semelhantes ao que vemos na famosa imagem 'Pilares da Criação', registrada pelo (telescópio espacial) Hubble."

Acredita-se que o meteorito é similar ao material do asteroide Bennu, alvo da missão OSIRIS-REx, liderada pela Universidade do Arizona.  A missão espera coletar uma amostra do asteroide e trazê-la de volta à Terra, o que permitiria estudar em detalhes o material praticamente inalterado desde a formação do Sistema Solar.

Por enquanto, os pesquisadores dependem de descobertas extraordinárias, como o grão de poeira encontrado em um meteorito na Antártida.
Fonte: BBC

Duas estrelas de nêutrons colidiram perto do sistema solar bilhões de anos atrás


Os astrofísicos Szabolcs Marka, da Universidade de Colúmbia, e Imre Bartos, da Universidade da Flórida, identificaram uma violenta colisão de duas estrelas de nêutrons há 4,6 bilhões de anos como fonte provável de alguns dos assuntos mais cobiçados da Terra. 

Este único evento cósmico, próximo ao nosso sistema solar, deu origem a 0,3% dos elementos mais pesados ​​da Terra, incluindo ouro, platina e urânio, de acordo com um novo artigo publicado na edição de 2 de maio da Nature .

"Isso significa que em cada um de nós encontraríamos um valor para os cílios desses elementos, principalmente na forma de iodo, que é essencial para a vida", disse Bartos. "Um anel de casamento, que expressa uma conexão humana profunda, é também uma conexão com o nosso passado cósmico, que antecede a humanidade e a formação da própria Terra, com cerca de 10 miligramas dela, provavelmente formados há 4,6 bilhões de anos."

"Meteoritos forjados no início do sistema solar carregam os traços de isótopos radioativos", disse Bartos, que recebeu seu Ph.D. em Columbia.

"À medida que esses isótopos se decompõem, eles funcionam como relógios que podem ser usados ​​para reconstruir o tempo em que foram criados", disse Marka.

Para chegar à conclusão, Bartos e Marka compararam a composição dos meteoritos a simulações numéricas da Via Láctea. Eles descobriram que uma única colisão de estrelas de nêutrons poderia ter ocorrido cerca de 100 milhões de anos antes da formação da Terra, em nossa própria vizinhança, a cerca de 1000 anos-luz da nuvem de gás que eventualmente formou o Sistema Solar.

A galáxia da Via Láctea tem 100.000 anos-luz de diâmetro, ou 100 vezes a distância deste evento cósmico do berço da Terra. "Se um evento comparável aconteceu hoje a uma distância similar do Sistema Solar, a radiação resultante pode ofuscar o céu noturno inteiro", disse Marka.

Os pesquisadores acreditam que seu estudo fornece insights sobre um evento singularmente consequencial em nossa história. "Isso lança luz sobre os processos envolvidos na origem e composição de nosso sistema solar e iniciará um novo tipo de busca dentro de disciplinas, como química, biologia e geologia, para resolver o quebra-cabeça cósmico", disse Bartos.

"Nossos resultados abordam uma busca fundamental da humanidade: de onde viemos e para onde estamos indo? É muito difícil descrever as tremendas emoções que sentimos quando percebemos o que havíamos encontrado e o que significa para o futuro, à medida que procuramos um explicação do nosso lugar no universo ", disse Marka.
Fonte: Phys.org

Como a Nasa se prepara para um eventual impacto de asteroide na Terra

© Getty Astrônomos de diferentes partes do mundo enfrentaram o desafio de calcular como desviar um asteroide da rota da Terra

Um asteroide se aproxima rapidamente da Terra. Mede entre 100 e 300 metros e, se atingir nosso planeta, liberará até 800 mil quilotoneladas (800 milhões de toneladas) de energia, provocando uma destruição sem precedentes.  O cenário é, de fato, apocalíptico. Mas que fique claro: não é real. Ainda assim, só imaginar isso é assustador.

A quantidade de energia liberada por esse asteroide poderia alcançar o equivalente a até 53 bombas de Hiroshima. Lançada pelos Estados Unidos contra o Império do Japão já no final da Segunda Guerra Mundial, a bomba atômica tinha "apenas" 15 quilotoneladas.

Data marcada

A Rede Nacional de Alerta de Asteroides (IAWN, na sigla em inglês) calculou que um asteroide poderia passar muito perto da Terra em oito anos – mais precisamente no dia 29 de abril de 2027 – e estimou haver 10% de chance de o objeto destruir o planeta.

Diante dessa ameaça, cientistas tiveram que correr para evitar uma catástrofe sem precedentes.  Calma. Como dissemos lá em cima, todo esse panorama é fictício. Ele faz parte de um exercício que mobilizou, na semana passada, astrônomos de diferentes partes do mundo.

A Conferência de Defesa Planetária, convocada pela Academia Internacional de Astronáutica em Washington, nos EUA, reuniu pesquisadores para simular como reagir ao cenário fictício criado pela Nasa, a agência espacial americana.

Os especialistas tiveram que elaborar estratégias preventivas para o caso de algum dia um asteroide se aproximar, de forma real e perigosa, da Terra.

"Essa é uma ameaça que pode acontecer, ainda que seja muito pouco provável", disse Paul Chodas, diretor do Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra, da Nasa, (CNEOS, na sigla em inglês), à rede americana NPR. Foi Chodas o responsável pelo exercício.

"Nosso objetivo é seguir todos os passos necessários", disse Chodas, referindo-se ao cenário real de um asteroide se aproximando da Terra.

Missão: salvar o planeta

Segundo Chodas, o objetivo da simulação era ajustar o sistema de tomada de decisões e encontrar a melhor forma de enfrentar uma ameaça desse tipo.  Ainda que o prazo de oito anos para tomar uma decisão assim pareça longo, Chodas adverte que, na realidade, é muito pouco tempo.

Assuntos de defesa planetária, explica Chodas, são muito diferentes de missões espaciais, em que pesquisadores escolhem qual asteroide querem analisar. "É o asteroide que te escolhe", disse Chodas, referindo-se à missão de evitar uma colisão com a Terra.

O desafio dos astrônomos que se reuniram em Washington era calcular com precisão as características do asteroide e, a partir daí, propor medidas práticas. Entre as possíveis estratégias para salvar a Terra estavam desviar sua trajetória com uma nave espacial ou com uma explosão nuclear.

De acordo com o CNEOS, o desafio maior era desviar a rota do objeto sem parti-lo em pedaços, que poderiam cair sobre a Terra.

Estamos em risco?

De acordo com a Nasa, diariamente caem sobre a Terra cerca de 100 toneladas de material interplanetário. A maioria desse material é pó liberado por cometas.

Contudo, a cada 10 mil anos em média, existe a possibilidade de que asteroides com mais de 100 metros atinjam a Terra e causem desastres localizados ou ondas capazes de inundar zonas costeiras.  A Nasa também estima que uma vez em "vários milhares de anos" um asteroide com mais de 1 km poderia se chocar com o nosso planeta.

Se isso acontecesse, a violência do impacto lançaria escombros para a atmosfera. Isso causaria chuva ácida, bloquearia parcialmente a luz do sol e, depois de algum tempo, essas rochas voltariam a cair em chamas sobre a Terra.

A tecnologia atual já permite identificar um objeto que se aproxima do planeta com vários anos de antecedência.  Mas, em todo caso, especialistas dizem que ninguém deveria se preocupar demais com o impacto de um asteroide. O CNEOS esclarece que, neste momento, não se sabe de nenhum asteroide que tenha uma "probabilidade significativa" de cair sobre a Terra nos próximos 100 anos.
Fonte: MSN

A Galáxia, o Jato e o Buraco Negro


A brilhante galáxia elíptica Messier 87 (M87) é o lar do buraco negro supermassivo capturado pelo EHT (Event Horizon Telescope) na primeira imagem de sempre de um buraco negro. Gigante do enxame galáctico de Virgem a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância, M87 é a grande galáxia renderizada em tons de azul nesta imagem infravermelha obtida pelo Telescópio Espacial Spitzer. Embora M87 pareça, na maior parte, sem características e com a forma de uma nuvem, a imagem do Spitzer regista detalhes de jatos relativistas expelidos da região central da galáxia. 

Na inserção de cima, os próprios jatos estendem-se por milhares de anos-luz. O jato mais brilhante visto à direita está a aproximar-se, estando perto da nossa linha de visão. Na direção oposta, o choque criado pelo jato que se afasta ilumina um arco mais ténue de material. A inserção de baixo é a imagem histórica do buraco negro em contexto, no centro da galáxia gigante e dos jatos relativistas. Completamente não resolvido na imagem do Spitzer, o buraco negro supermassivo rodeado por material em queda é a fonte da enorme energia que impulsiona os jatos relativistas do centro da galáxia ativa M87.
Crédito: NASA, JPL-Caltech, Colaboração EHT

Localizando Gaia para mapear a Via Láctea

O VST do ESO ajuda a determinar a órbita do satélite de modo a permitir o mapeamento mais preciso de mais de um bilhão de estrelas

Esta imagem, composta a partir de dados obtidos por várias observações levadas a cabo pelo Telescópio de Rastreio do VLT (VST) do ESO, mostra a sonda espacial da Agência Espacial Europeia (ESA), Gaia, como um ténue rastro de pontos situado na metade inferior deste campo de estrelas. Estas observações foram obtidas no âmbito de uma colaboração atual entre o ESO e a ESA, que pretende calcular a órbita de Gaia e melhorar assim a precisão do seu mapa de estrelas.
A sonda espacial Gaia, operada pela Agência Espacial Europeia (ESA), observa os céus a partir da sua órbita em torno da Terra com o objetivo de criar o maior e mais preciso mapa tridimensional da nossa Galáxia. Há um ano, a missão Gaia divulgou o seu segundo catálogo de dados, que incluiu medições de alta precisão — posicões, distância e movimentos próprios — de mais de um bilhão de estrelas da nossa Via Láctea. Este catálogo permitiu a realização de estudos revolucionários em muitas áreas da astronomia, como a estrutura, origem e evolução da Via Láctea, e deu origem a mais de 1700 artigos científicos publicados desde o lançamento da sonda em 2013.
De modo a que os mapas do céu de Gaia atinjam a precisão necessária, é essencial conhecer a posição exata da sonda espacial relativamente à Terra. Assim, enquanto Gaia observa o céu, colectando dados para o seu censo estelar, os astrônomos verificam regularmente a sua posição utilizando uma rede global de telescópios ópticos, incluindo o VSTsituado no Observatório do Paranal do ESO . O VST é atualmente o maior telescópio de rastreio que observa o céu na luz visível e registra a posição de Gaia no céu a cada duas noites ao longo do ano.
“As observações da sonda Gaia requerem um procedimento observacional especial,” explica Monika Petr-Gotzens, que coordena a execução das observações de Gaia feitas pelo ESO desde 2013. “A sonda é o que chamamos um ‘alvo móvel’, já que se desloca muito rapidamente relativamente às estrelas de fundo — assim rastrear Gaia revela-se um enorme desafio!
“O VST é a ferramenta perfeita para observar o movimento de Gaia,” continua Ferdinando Patat, chefe do Gabinete de Programas de Observação do ESO. “Usar uma das infraestruturas de vanguarda do ESO colocadas no solo para apoiar e melhorar observações feitas a partir do espaço é um exemplo excelente de cooperação científica.
Trata-se de uma interessante colaboração solo-espaço, usar um dos telescópios de vanguarda do ESO para ancorar observações pioneiras do satélite da ESA que rastreia um bilhão de estrelas,” comenta Timo Prusti, cientista do projeto Gaia na ESA.
As observações do VST são usadas pelos especialistas da ESA em dinâmica de voo para localizar Gaia e refinar a órbita da sonda espacial. São necessárias calibrações muito cuidadosas para transformar as observações, onde Gaia é apenas um minúsculo ponto de luz entre as estrelas brilhantes, em informação orbital significativa. A segunda divulgação de dados de Gaia foi usada para identificar cada uma das estrelas no campo de visão, permitindo assim calcular a posição da sonda espacial com uma precisão impressionante — até cerca de 20 milisegundos de arco.
“Este é um processo desafiador: usamos as medições que Gaia faz das estrelas para calibrar a posição da sonda espacial e finalmente melhorar a sua medição das estrelas,” explica Timo Prusti.
Após um muito longo e cuidado processamento de dados, conseguimos agora atingir a precisão necessária para que as observações de Gaia feitas a partir do solo possam ser implementadas na determinação da sua órbita,” diz Martin Altmann, chefe da campanha GBOT (Ground Based Optical Tracking) do Centro de Astronomia da Universidade de Heidelberg, na Alemanha.
A informação do GBOT será usada para melhorar o nosso conhecimento da órbita de Gaia, não apenas em observações futuras, mas também para todos os dados que foram coletados anteriormente da Terra, levando assim a melhorias nos dados que serão incluídos em divulgações futuras.
Fonte: ESO
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