9 de setembro de 2019

Veja um buraco negro devorar uma estrela


Em 2009, um flash de luz muito brilhante foi capturado pelo telescópio Rotse IIIb, provocando confusão quanto à sua origem. Agora, um artigo publicado no “The Astrophysical Journal” propõe que o evento foi uma estrela agonizante sendo engolida por um buraco negro. No entanto, a “mordida” está provando ser extraordinariamente difícil para o buraco negro.

Quando o ROTSE3 J120847.9+430121 foi observado, em 21 de janeiro de 2009, como parte da Projeto de Verificação Supernova Rotse (RSVP), surgiram quatro teorias sobre o que poderia ter causado um evento tão breve e brilhante. Poderia ser o resultado de duas estrelas de nêutrons se fundindo, uma explosão de raios gama cuja radiação teria ido para longe de nós, uma supernova superluminosa (uma nova categoria destinada às mais brilhantes explosões estelares conhecidas) ou uma estrela sendo devorada pelo buraco negro supermassivo no centro da sua galáxia.

Levou seis anos e alguns dias, mas agora uma equipe internacional de astrônomos acredita ter resolvido o mistério, concluindo que o evento – apelidado de “Dougie” em homenagem a um personagem de South Park, que serve como um ajudante para o Professor Chaos – se encaixa na última categoria.

O evento foi certamente luminoso – seu desvio para o vermelho o colocava a 2,9 bilhões de anos-luz de distância, na qual seu brilho observado se traduziria em uma magnitude absoluta de -22,5, seis vezes mais luminoso do que toda a Via Láctea e equivalente à supernova mais brilhante de que se tem conhecimento.

Extensos estudos sobre o brilho de Dougie, que desaparecia rapidamente, combinados com a modelagem de cada um dos processos físicos, sugere que o consumo de uma estrela era a melhor explicação. Testemunhar um buraco negro no processo de destruição de uma estrela não é comum, mas tais eventos foram vistos várias vezes. Parte da confusão sobre a identidade do Dougie, no entanto, é que ele não se parecia com nenhum dos eventos anteriores.

“Tivemos a ideia de que poderia ser um evento de ‘interrupção de maré'”, disse o co-autor do estudo J. Craig Wheeler, da Universidade do Texas em Austin, nos Estados Unidos. “Quando uma estrela passa perto de um buraco negro, o lado mais próximo é puxado com mais força que o lado mais distante”, explica. “Essas marés especialmente grandes podem ser fortes o suficiente para que a estrela fique do formato de um macarrão instantâneo”.

Como resultado, diz Wheeler, a estrela não entra diretamente no buraco negro. “Ela pode formar um disco antes. Mas o buraco negro está destinado a engolir mais daquele material”.

No entanto, como um crocodilo que resiste ao ser comido por uma cobra, a estrela não simplesmente aceita a sua destruição. Mesmo quando dilacerada, ela irradia intensamente.

Os autores concluem que isso não acontece porque ela é particularmente grande, já que tem apenas cerca de 80% da massa do sol, mas sim porque o buraco negro tem a massa de cerca de um milhão de sóis, o que é “bastante modesto”, nas palavras de Wheeler, e representa menos de um quarto da massa daquele que existe no centro de nossa própria galáxia, por exemplo.
Fonte: Phys.org

O legado de Hubble


Esta foto mostra uma galáxia anã chamada UGC 685. Essas galáxias são pequenas e contêm apenas uma pequena fração do número de estrelas em uma galáxia como a Via Láctea . As galáxias anãs geralmente mostram uma estrutura nebulosa, uma forma mal definida e uma aparência um tanto semelhante a um enxame ou nuvem de estrelas - e o UGC 685 não é exceção a isso. Classificada como uma galáxia SAm - um tipo de galáxia espiral não barrada - está localizada a cerca de 15 milhões de anos-luz da Terra.

Estes dados foram reunidos sob a ESA Hubble da NASA / Espaço ‘s LEGUS (Legado extragaláctica UV Pesquisa) Programa, a imagem mais nítida e mais abrangente ultravioleta levantamento de galáxias formadoras de estrelas no Universo próximo.

A LEGUS está imaginando 50 galáxias anãs e espirais em nossa vizinhança cósmica em várias cores usando a Wide Field Camera 3 do Hubble . A pesquisa está separando as estruturas dessas galáxias e resolvendo suas estrelas constituintes, aglomerados, grupos e outras associações estelares. A formação de estrelas desempenha um papel enorme na formação de sua galáxia hospedeira; explorando esses objetivos em detalhes por meio de novas observações e dados arquivados do Hubble, o LEGUS lançará luz sobre como as estrelas se formam e se agrupam, como esses aglomerados evoluem, como a formação de uma estrela afeta seu ambiente e como as estrelas explodem no final de suas vidas. .

Crédito: ESA / Hubble e NASA; a equipe LEGUS, B. Tully, D. Calzetti
Agradecimentos: Judy Schmidt (Geckzilla)
Fonte: Spacetelescope.org

Pesquisa da NASA dá uma nova visão sobre a quantidade de atmosfera perdida em Marte

O conceito deste artista descreve o ambiente marciano inicial (à direita) - que se acredita conter água líquida e uma atmosfera mais espessa - versus o ambiente frio e seco visto hoje em Marte (à esquerda). Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA


Um rastreador chave usado para estimar a quantidade de atmosfera perdida por Marte pode mudar dependendo da hora do dia e da temperatura da superfície no Planeta Vermelho, de acordo com novas observações de cientistas financiados pela NASA. As medições anteriores desse traçador - isótopos de oxigênio - discordaram significativamente. Uma medição precisa desse rastreador é importante para estimar quanta atmosfera Marte já teve antes de ser perdida, o que revela se Marte poderia ter sido habitável e como seriam as condições.

Marte é um deserto frio e inóspito hoje, mas características como leitos de rios e minerais secos que só se formam com água líquida indicam que há muito tempo havia uma atmosfera espessa que retinha calor suficiente para que a água líquida - um ingrediente necessário para a vida - flua na superfície . Parece que Marte perdeu grande parte de sua atmosfera ao longo de bilhões de anos, transformando seu clima de um que poderia ter sustentado a vida no ambiente seco e congelado de hoje, de acordo com resultados de missões da NASA como MAVEN e Curiosity e voltando ao Viking missões de 1976.

No entanto, muitos mistérios sobre a atmosfera antiga do Planeta Vermelho permanecem. “Sabemos que Marte tinha mais atmosfera. Sabemos que tinha água corrente. Não temos uma boa estimativa para as condições além disso - como a Terra era o ambiente de Marte? Por quanto tempo? ”, Disse Timothy Livengood, da Universidade de Maryland, College Park e do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. Livengood é o principal autor de um artigo sobre essa pesquisa publicado on-line em Icarus, em 1º de agosto.

Uma maneira de estimar a espessura da atmosfera original de Marte é observar os isótopos de oxigênio. Isótopos são versões de um elemento com massa diferente devido ao número de nêutrons no núcleo atômico. Isótopos mais leves escapam para o espaço mais rapidamente que isótopos mais pesados, de modo que a atmosfera que permanece no planeta se enriquece gradualmente no isótopo mais pesado. 

Nesse caso, Marte é enriquecido em comparação com a Terra no isótopo mais pesado de oxigênio, 18 O, contra o 16 O mais leve e muito mais comum . A quantidade relativa medida de cada isótopo pode ser usada para estimar quanto mais atmosfera havia na antiga Marte, em combinação com uma estimativa de quanto mais rápido o isqueiro 16O escapa e assumindo que a quantidade relativa de cada isótopo na Terra e Marte já foi semelhante.

O problema é que medições da quantidade de 18 O em comparação com 16 O em Marte, a 18 O / 16O ratio, não foram consistentes. Diferentes missões mediram diferentes proporções, o que resulta em diferentes entendimentos da antiga atmosfera marciana. O novo resultado fornece uma maneira possível de resolver essa discrepância, mostrando que a proporção pode mudar durante o dia marciano. "Medições anteriores em Marte ou na Terra obtiveram uma variedade de valores diferentes para a razão isotópica", disse Livengood. 

“Nossas são as primeiras medidas a usar um único método, de maneira a mostrar a proporção que realmente varia em um único dia, em vez de comparações entre dispositivos independentes. Em nossas medições, a proporção de isótopos varia de cerca de 9% esgotada em isótopos pesados ​​ao meio-dia em Marte a cerca de 8% enriquecida em isótopos pesados ​​por volta das 13h30, em comparação com as relações isotópicas que são normais para o oxigênio da Terra.

Essa faixa de razões isotópicas é consistente com as outras medições relatadas. "Nossas medidas sugerem que todo o trabalho anterior pode ter sido feito corretamente, mas discordou porque esse aspecto da atmosfera é mais complexo do que havíamos percebido", disse Livengood. "Dependendo de onde Marte a medição foi feita e a que hora do dia em Marte, é possível obter valores diferentes."

A equipe acredita que a mudança nas proporções durante o dia é uma ocorrência rotineira devido à temperatura do solo, na qual as moléculas isotopicamente mais pesadas grudam nos grãos frios da superfície à noite mais do que os isótopos mais leves, e depois são liberadas (dessorção térmica) à medida que a superfície aquece durante o dia.

Como a atmosfera marciana é principalmente dióxido de carbono (CO 2 ), o que a equipe realmente observou foram isótopos de oxigênio ligados a átomos de carbono na molécula de CO 2 . Eles fizeram suas observações da atmosfera marciana com o Telescópio Infravermelho da NASA em Mauna Kea, Havaí, usando o Instrumento Heterodino para Ventos e Composição Planetários desenvolvido na NASA Goddard.

 "Ao tentar entender a ampla dispersão nas taxas estimadas de isótopos que recuperamos das observações, percebemos que elas estavam correlacionadas com a temperatura da superfície que também obtivemos", disse Livengood. "Essa foi a visão que nos colocou nesse caminho."

O novo trabalho ajudará os pesquisadores a refinar suas estimativas da antiga atmosfera marciana. Como agora as medições podem ser entendidas como consistentes com os resultados de tais processos nas atmosferas de outros planetas, significa que elas estão no caminho certo para entender como o clima marciano mudou. "Isso mostra que a perda atmosférica ocorreu por processos que mais ou menos entendemos", disse Livengood. 

"Detalhes críticos ainda precisam ser elaborados, mas isso significa que não precisamos invocar processos exóticos que poderiam resultar na remoção de CO 2 sem alterar as proporções isotópicas ou alterar apenas algumas proporções em outros elementos".

A pesquisa foi financiada pelo antigo Programa de Astronomia Planetária da NASA, agora o Programa de Observação do Sistema Solar da NASA. A NASA está explorando nosso Sistema Solar e além, descobrindo mundos, estrelas e mistérios cósmicos próximos e distantes com nossa poderosa frota de missões espaciais e terrestres.
Fonte: NASA

Satélite da NASA descobre um mistério que desapareceu rapidamente


Esta imagem de luz visível da galáxia do Fireworks (NGC 6946) vem do Digital Sky Survey e é coberta por dados do observatório NuSTAR da NASA (em azul e verde). Crédito: NASA / JPL-Caltech

Pops de azul e verde brilhante nesta imagem da galáxia do Fireworks (NGC 6946) mostram a localização de fontes extremamente brilhantes de luz de raios-X capturadas pelo observatório espacial NuSTAR da NASA. Geradas por alguns dos processos mais energéticos do universo, essas fontes de raios-X são raras em comparação com as muitas fontes de luz visíveis na imagem de fundo.

Um novo estudo, publicado no Astrophysical Journal , oferece algumas explicações possíveis para o surgimento surpresa da fonte verde perto do centro da galáxia, que apareceu e desapareceu em questão de semanas. O objetivo principal das observações do NuSTAR era estudar a supernova - a explosão de uma estrela muito mais massiva que o nosso Sol - que aparece como um ponto verde-azulado brilhante no canto superior direito. Esses eventos violentos podem brevemente produzir luz visível suficiente para ofuscar galáxias inteiras que consistem em bilhões de estrelas. Eles também geram muitos dos elementos químicos em nosso universo que são mais pesados ​​que o ferro. 

A bolha verde perto do fundo da galáxia não era visível durante a primeira observação do NuSTAR, mas estava brilhando forte no início de uma segunda observação 10 dias depois. O Observatório de Raios-X Chandra da NASA mais tarde observou que a fonte - conhecida como fonte de raios-X ultraluminosa, ou ULX - desapareceu tão rapidamente. 

O objeto já foi nomeado ULX-4 porque é o quarto ULX identificado nesta galáxia. Nenhuma luz visível foi detectada com a fonte de raios-X, um fato que provavelmente exclui a possibilidade de ser também uma supernova.

"Dez dias são um período muito curto para que um objeto tão brilhante apareça", disse Hannah Earnshaw, pesquisadora de pós-doutorado da Caltech em Pasadena, Califórnia, e principal autora do novo estudo. "Normalmente, com o NuSTAR, observamos mudanças mais graduais ao longo do tempo, e muitas vezes não observamos uma fonte várias vezes em rápida sucessão. Nesse caso, tivemos a sorte de perceber uma mudança de fonte com extrema rapidez, o que é muito emocionante". 

Possível buraco negro

O novo estudo explora a possibilidade de a luz vir de um buraco negro que consome outro objeto, como uma estrela. Se um objeto se aproximar demais de um buraco negro, a gravidade pode separá-lo, colocando os detritos em uma órbita próxima ao redor do buraco negro. O material na borda interna desse disco recém-formado começa a se mover tão rápido que aquece até milhões de graus e irradia raios-X. (A superfície do Sol, em comparação, é de cerca de 10.000 graus Fahrenheit, ou 5.500 graus Celsius.)

A maioria dos ULXs geralmente tem vida longa porque são criados por um objeto denso, como um buraco negro, que "se alimenta" da estrela por um longo período de tempo. Fontes de raios-X de vida curta ou "transitórias", como ULX-4, são muito mais raras; portanto, um único evento dramático - como um buraco negro que destrói rapidamente uma pequena estrela - pode explicar a observação.

No entanto, o ULX-4 pode não ser um evento pontual, e os autores do artigo exploraram outras explicações em potencial para esse objeto. Uma possibilidade: a fonte do ULX-4 poderia ser uma estrela de nêutrons. Estrelas de nêutrons são objetos extremamente densos formados a partir da explosão de uma estrela que não era massiva o suficiente para formar um buraco negro. 

Com aproximadamente a mesma massa do nosso Sol, mas compactada em um objeto do tamanho de uma cidade grande, as estrelas de nêutrons podem, como buracos negros, atrair material e criar um disco de detritos que se move rapidamente. Isso também pode gerar fontes de raios X ultraluminosos de alimentação lenta, embora a luz seja produzida por processos ligeiramente diferentes dos ULXs criados por buracos negros.

Estrelas de nêutrons geram campos magnéticos tão fortes que podem criar "colunas" que canalizam o material para a superfície, gerando poderosos raios X no processo. Mas se a estrela de nêutrons gira especialmente rápido, esses campos magnéticos podem criar uma barreira, impossibilitando o material de alcançar a superfície da estrela. 

"Seria como tentar pular em um carrossel que gira a milhares de quilômetros por hora", disse Earnshaw.

O efeito de barreira impediria que a estrela fosse uma fonte brilhante de raios-X, exceto nos momentos em que a barreira magnética pudesse oscilar brevemente, permitindo que o material deslizasse e caísse na superfície da estrela de nêutrons. Essa poderia ser outra explicação possível para o aparecimento e desaparecimento repentinos de ULX-4. Se a mesma fonte surgisse novamente, poderia apoiar esta hipótese.

"Este resultado é um passo para entender alguns dos casos mais raros e extremos em que a matéria se acumula em buracos negros ou estrelas de nêutrons", disse Earnshaw.

Fonte: NASA


NASA captura o momento incrível de uma avalanche em Marte


O Mars Recoinnosance Orbiter (MRO) da NASA conseguiu capturar um evento muito legal na câmera perto do Pólo Norte de Marte. A sonda capturou uma avalanche levantando uma grande nuvem de poeira vermelha em maio deste ano usando sua incrível câmera HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment).

O que estamos vendo aqui é o rescaldo de blocos de gelo soltos caindo de um penhasco de 500 metros (1.640 pés), levantando poeira do terreno de degelo por baixo. A região fica a apenas 370 quilômetros (230 milhas) do Polo Norte de Marte.

“Toda primavera, o sol brilha no lado da pilha de camadas no Pólo Norte de Marte, conhecido como depósitos em camadas polares norte. O calor desestabiliza o gelo e os blocos se soltam ”, explica Candy Hansen, da Universidade do Arizona, no site do HiRISE . 
A imagem foi capturada quando o MRO tinha apenas 318,2 quilômetros (197,8 milhas) de altitude e tem uma resolução de 32 centímetros (pixel) por pixel. Objetos com menos de um metro (cerca de 3 pés) são resolvidos nesta imagem. A imagem em si tem 1 km (0,6 milhas) de diâmetro.

Embora capturar uma avalanche seja um evento extraordinário e acidental de se observar, o degelo da calota polar é perfeitamente normal. As estações de Marte duram o dobro do tempo de seus homólogos na Terra e, desde março, o hemisfério norte do Planeta Vermelho desfruta da primavera. A primavera, no entanto, chegará ao fim em breve, com o solstício de verão ocorrendo em 8 de outubro .

Marte é o planeta mais estudado no Sistema Solar, além da Terra. Graças aos nossos muitos observadores robóticos , fomos capazes de aprofundar nossa compreensão de sua complexidade ao longo de muitas décadas de exploração. Apesar disso, continua a nos surpreender, especialmente quando temos a chance de capturar algo único como esta avalanche.
Fonte: Iflscience.com

O antigo campo magnético de Mercúrio provavelmente evoluiu ao longo do tempo

Imagem com cores melhoradas do terreno de Mercúrio, captada pela MESSENGER.
Crédito: NASA/JHUAPL/Instituto Carnegie 

Um novo estudo diz que os antigos polos magnéticos de Mercúrio estavam longe da localização dos seus polos de hoje, implicando que o seu campo magnético, como o da Terra, mudou com o tempo.

Alguns planetas têm núcleos metálicos líquidos. Os cientistas geralmente pensam que o campo magnético de um planeta provém dos movimentos fluídos do seu núcleo metálico. O campo magnético cria uma magnetosfera que rodeia o planeta. A magnetosfera da Terra bloqueia grande parte da radiação cósmica e solar, permitindo que a vida exista.

Mercúrio é o outro corpo do Sistema Solar, além da terra, com um núcleo fundido confirmado capaz de gerar um campo magnético.

Uma nova investigação publicada na revista Journal of Geophysical Research: Planets descobriu que os antigos polos magnéticos de Mercúrio, chamados paleopolos, mudaram ao longo do seu passado. O novo estudo também sugere que o legado magnético de Mercúrio pode ser mais complicado do que se pensava anteriormente.

O estudo dos campos magnéticos dos outros planetas ajuda os cientistas a entender como os campos magnéticos evoluem, inclusive na Terra. A observação do comportamento de outros núcleos metálicos ajuda os cientistas a entender mais sobre a formação inicial e subsequente maturação dos planetas no Sistema Solar.

Os cientistas sabem que Mercúrio evoluiu ao longo do tempo, mas não podem dizer definitivamente como, disse Joana S. Oliveira, astrofísica do ESTEC (European Space Research and Technology Centre) da ESA em Noordwijk, Países Baixos, autora principal do estudo.

Turbulência magnética no Sistema Solar

As alterações no campo magnético não são específicas a Mercúrio. O polo norte magnético da Terra vagueia entre 55 e 60 km por ano enquanto o polo magnético sul da Terra cerca de 10 a 15 km. A orientação do seu campo magnético já inverteu mais de 100 vezes ao longo dos seus 4,5 mil milhões de anos.

Os cientistas usam rochas para estudar como os campos magnéticos dos planetas evoluem. As rochas ígneas, criadas a partir do arrefecimento de lava, podem preservar um registo de como o campo magnético era no momento em que as rochas arrefeceram. O material magnético de arrefecimento das rochas alinha-se com o campo do núcleo. Este processo é chamado de magnetização termo-remanescente. Os geólogos analisaram rochas ígneas para determinar que a última inversão do campo magnético da Terra ocorreu há mais ou menos 780.000 anos atrás.

A Terra e a Lua são os únicos estudos de caso que os cientistas possuem para mudanças nos polos magnéticos dos corpos planetários, porque não há amostras de rochas de outros planetas.

"Se queremos encontrar pistas do passado, fazendo uma espécie de arqueologia do campo magnético, as rochas precisam de ser magnetizadas de maneira mais permanente," disse Oliveira.

Usando a arqueologia planetária para descobrir a história magnética de Mercúrio

Investigações anteriores já tinham estudado o campo magnético atual de Mercúrio, mas não havia como estudar o campo magnético da crosta sem observações a baixa altitude. Então, em 2015, a sonda MESSENGER começou a sua descida até à superfície de Mercúrio. Recolheu três meses de informações a baixa altitude sobre Mercúrio durante a sua descida. Algumas dessas informações revelaram detalhes sobre a magnetização crustal de Mercúrio. O novo estudo examinou essas diferentes regiões crustais para extrapolar a estrutura magnética do núcleo antigo de Mercúrio.

"Existem vários modelos da evolução do planeta, mas ninguém usou o campo magnético da crosta para obter a evolução do planeta," disse Oliveira.

Os dados a baixa altitude da MESSENGER, durante o seu percurso de descida, detetaram crateras antigas com diferentes assinaturas magnéticas do que a maioria dos terrenos observados pela MESSENGER. Os investigadores pensavam que as crateras, formadas há cerca de 4,1 a 3,8 mil milhões de anos, podiam conter pistas sobre os paleopolos de Mercúrio.

As crateras são mais propensas a ter rochas magnetizadas termo-remanescentes. Durante a sua formação, a energia de um impacto faz com que o solo derreta, dando ao material magnético a hipótese de se realinhar com o atual campo magnético do planeta. À medida que esse material solidifica, preserva a direção e a posição do campo magnético do planeta como um instantâneo no tempo.

Oliveira e colegas usaram observações de naves espaciais de cinco crateras com irregularidades magnéticas. Eles suspeitavam que essas crateras tinham sido formadas durante uma altura com uma diferente orientação de campo magnético da de hoje. Eles modelaram o antigo campo magnético de Mercúrio com base nos dados da cratera para estimar as possíveis localizações dos paleopolos de Mercúrio. A área que a MESSENGER sobrevoou e registou durante a sua queda fatídica foi limitada, de modo que os cientistas só puderam usar medições de parte do hemisfério norte.

Surpresas no paleopolo

Os investigadores descobriram que os antigos polos magnéticos de Mercúrio estavam longe do atual polo sul geográfico do planeta e podem ter mudado ao longo do tempo, o que foi inesperado. Eles esperavam que os polos se agrupassem em dois pontos mais próximos do eixo de rotação de Mercúrio no norte e sul geográficos do planeta. No entanto, os polos estavam distribuídos aleatoriamente e eram todos encontrados no polo sul.

Os paleopolos não se alinham com o atual polo norte magnético de Mercúrio ou com o polo geográfico sul, indicando que o campo magnético dipolar do planeta se moveu. Os resultados reforçam a teoria de que a evolução magnética de Mercúrio foi muito diferente da da Terra ou até mesmo de outros planetas no Sistema Solar. Eles também sugerem que o planeta pode ter mudado ao longo do seu eixo, num evento chamado verdadeira caminhada polar, onde as localizações geográficas dos polos norte e sul mudam.

A Terra tem um campo dipolar com dois polos, mas Mercúrio tem um campo dipolar-quadrupolar com dois polos e uma mudança no equador magnético. O seu antigo campo magnético pode ter sido parecido com um destes, ou até mesmo ser multipolar com "linhas de campo parecidas a esparguete," finalizou Oliveira. Não há como saber sem várias amostras físicas de rochas de Mercúrio, concluiu.

Oliveira espera que a nova missão a Mercúrio, BepiColombo, recolha mais dados do campo magnético e potencialmente restrinja as conclusões do estudo.
Fonte: Ccvalg.pt

Elemento químico potássio detetado em atmosfera exoplanetária

Impressão de artista de um Júpiter quente (direita) e da sua estrela fria hospedeira. Crédito: AIP/Kristin Riebe

Desde as primeiras previsões teóricas, há 20 anos atrás, que se esperava que os elementos químicos potássio e sódio fossem detetáveis nas atmosferas de "Júpiteres quentes", planetas gasosos com temperaturas na ordem dos milhares de Kelvin que orbitam perto de estrelas distantes. Enquanto o sódio foi detetado com observações de alta resolução bastante cedo, o potássio não o foi, o que criou um quebra-cabeças para a química e física atmosféricas.

Os elementos podem ser descobertos analisando o espectro de luz da estrela quando o planeta passa à sua frente, a partir do ponto de vista da Terra. Diferentes elementos provocam sinais de absorção específicos no espectro, linhas escuras que sugerem a composição química da atmosfera. No entanto, a presença de nuvens nas atmosferas dos Júpiteres quentes enfraquece fortemente qualquer característica de absorção espectral e, portanto, dificulta a sua deteção.

Até para HD 189733b, o Júpiter quente mais bem estudado, até agora os cientistas possuíam apenas um conhecimento muito vago e impreciso da absorção do potássio. O exoplaneta, situado a 64 anos-luz de distância e com aproximadamente o tamanho de Júpiter, orbita a sua estrela - uma anã com 0,8 vezes a massa do Sol - em 53 horas e está 30 vezes mais próxima da sua estrela do que a Terra do Sol.

Foi necessária a capacidade de captação de luz do LBT (Large Binocular Telescope) de 2x8,4 m e a alta resolução espectral do PEPSI (Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument) para medir, definitivamente, o potássio pela primeira vez em alta resolução nas camadas atmosféricas acima das nuvens.

Com estas novas medições, os cientistas podem agora comparar os sinais de absorção de potássio e sódio e, assim, aprender mais sobre processos como condensação ou fotoionização nessas atmosferas exoplanetárias.

A técnica aplicada neste estudo com o LBT é denominada espectroscopia de transmissão. Exige que o exoplaneta transite a estrela hospedeira. "Obtivemos uma série temporal de espectros de luz durante o trânsito e comparámos a profundidade de absorção," disse o autor principal do estudo, Engin Keles, estudante de doutoramento do Instituto Leibniz para Astrofísica em Potsdam e do grupo de Física Estelar e Exoplanetas. "Durante o trânsito, detetámos a assinatura do potássio, que desapareceu antes e depois do trânsito como esperado, o que indica que a absorção é induzida pela atmosfera planetária."

As investigações de outras equipas já tinham tentado detetar potássio no mesmo exoplaneta; no entanto, nada foi encontrado ou o que foi encontrado era muito fraco para ser estatisticamente significativo. Até agora, não havia uma deteção significativa de potássio em observações de alta resolução para qualquer exoplaneta.

"As nossas observações claramente conseguiram alcançar este feito," enfatiza o co-líder do projeto, o Dr. Matthias Mallonn, vice-investigador principal do PEPSI, atrás do professor Klaus Strasseier: "O PEPSI está adequado para esta tarefa devido à sua alta resolução espectral que permite recolher mais fotões por pixel de linhas espectrais muito estreitas do que qualquer outra combinação telescópio-espectrógrafo."

"Tanto como espectrógrafo quando espectropolarímetro, o PEPSI já fez contribuições significativas para a física estelar," acrescenta Christian Veillet, Diretor do Observatório LBT. "Esta forte deteção de potássio na atmosfera de um exoplaneta estabelece o PEPSI como uma ferramenta incrível para a caracterização dos exoplanetas, bem como um recurso único para a comunidade do LBT."

A equipe incluiu colegas da Dinamarca, Países Baixos, Suíça, Itália e Estados Unidos e apresentou os resultados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
 Fonte: Astronomia OnLine

O espaço-tempo

Primeiramente, deve-se ter em mente que o senso comum, aquela nossa capacidade natural de entender como as coisas ao nosso redor funcionam através de nossos sentidos, não é muito útil na física porque o universo é muito mais estranho do que os nossos sentidos conseguem perceber. Para falar sobre o espaço-tempo, primeiramente preciso explicar um pouco do contexto para assim vocês entenderem melhor. Então senta que vem um pouco de história.  Antes que Albert Einstein entrasse em cena com o seu famoso paper de 1905, a comunidade científica estava de mãos atadas com problemas que não se encaixavam na mecânica clássica (ou mecânica de Newton), o problema principal era a velocidade da luz. A primeira medição da velocidade da luz (usando a lua de Júpiter, Io, como referência) ocorreu em 1676 pelo astrônomo Ole Romer com uma grande margem de erro.

Mas em 1879 o físico Abraham Michelson mediu a velocidade da luz com uma margem de erro de apenas 50 quilômetros por segundo (houve muitas medições mais precisas do que esta depois), em 1881 ele inventou o interferômetro e com isto ele provou que a luz viaja numa velocidade constante relativo a qualquer sistema inercial de referencia. Ou seja, não importa a velocidade em que você esteja, a luz sempre está na mesma velocidade relativo a você.

Antes do paper de Einstein mencionado lá em cima, acreditava-se que tudo se movia de forma perfeitamente geométrica – assim como em uma simulação 3D de computador. Mas como a luz está sempre na mesma velocidade relativo ao observador, é como se todas as leis da mecânica clássica não fossem válidas para a luz, e isso não faz sentido.

Vou dar um exemplo para vocês compreenderem melhor: imagine que você está mensurando a velocidade do vento enquanto está em repouso relativo ao chão, você mede que a velocidade atual do vento é 10 km/h, e agora você está num carro movimentando-se a 2 km/h relativo ao chão na mesma direção em que o vento está indo, então você mede a velocidade do vento mais uma vez, o resultado vai ser 8 km/h. Isso é clássico, ou seja, isto está de acordo com a semântica de Newton.

Mas com a luz isso não acontece, não importa a velocidade que você está viajando, não importa a direção que a luz vem ou que você vai, o resultado de qualquer medição que você faça dela sempre será o absoluto 299.792.458 m/s. E o que isso nos diz? Foi a partir disso que os pilares da mecânica clássica começaram a cair...

E isso tudo nos leva a repensar; o que é velocidade? De acordo com a física clássica, velocidade é o espaço que você andou pelo tempo que você andou baseado num ponto de referência. E o raciocínio de Einstein foi o seguinte: se eu estou em repouso e observo (com um medidor) que a luz está movendo-se a 299.792.458 m/s e depois eu estou movimentando-se muito rápido e observo novamente que a luz está movendo-se a 299.792.458 m/s também, se a velocidade da luz não está mudando à medida que minha velocidade muda, então é o tempo e o espaço que está mudando. E essa foi a solução de Einstein para a velocidade da luz. Foi daí que surgiu o termo Espaço-Tempo (Spacetime).

Há experimentos com isso, o mais famoso deles foi em 1971, constituía de medir a dilatação do tempo usando relógios atômicos de césio transportados em aviões: dois aviões saíram em direções opostas (leste e oeste) para dar uma volta ao mundo através do equador. Eles – o físico Joseph Carl Hafele e o astrofísico Richard E. Keating – calcularam que devido aos efeitos da relatividade especial, relatividade geral, direção leste/oeste, velocidade relativa dos dois aviões, altitude e duração da viagem, o avião que foi para o leste iria perder 40 nanosegundos e o avião que foi para o oeste iria ganhar 275 nanosegundos relativo ao terceiro relógio atômico que ficou no chão para servir como referencia.

Depois que o experimento terminou, os dados dos relógios foram reunidos, o resultado mostrou que o relógio que foi para o leste perdeu 59 nanossegundos, enquanto o que foi para o oeste ganhou 273 nanossegundos. As variáveis são inevitáveis, pois não há como garantir que ambos os aviões permanecessem precisamente na mesma altitude e velocidade durante todo o percurso, além do fato de que existem variações gravitacionais mínimas em diferentes locais do planeta Terra devido à densidade de algumas partes ser maior do que de outras.

Existe uma Física antes de Einstein e uma Física depois de Einstein. Quando Einstein nasceu já havia vários outros Físicos que já estavam mudando o paradigma da Física Clássica, mas Einstein foi o Físico teórico que historicamente marcou a transformação da Física Clássica para o que nós chamamos de Física Moderna. E hoje, na Física Moderna, sabemos que o espaço-tempo é uma dimensão física real. A gravidade, o que antes pensávamos que era uma força de atração é, na verdade, uma curvatura no próprio tecido tridimensional do espaço-tempo.

Para vocês entenderem melhor, pensem em propulsão. O que é propulsão? Se você empurrar uma pessoa, você irá gerar propulsão tanto para a pessoa quanto para você. Ou seja, propulsão é transferência de energia cinética por colisão. Classicamente falando, você não pode acelerar sem propulsão. Em outras palavras, você não pode ganhar velocidade sem sentir inercia.

Mas a gravidade acelera você sem que você sinta inercia. Se você estiver em queda livre na Lua, sua velocidade estará aumentando até que você atinja o chão. Você estará acelerando 1,6 metros a cada segundo, mas você não sentirá isso, se você tiver um detector de inercia ele medirá o valor zero.

Voltando para aquele mesmo raciocínio "se você não sente inércia, então a sua velocidade não está mudando". Se a sua velocidade não está mudando, então como que você está se aproximando da superfície lunar cada vez mais rápido? Lembra de eu ter dito lá em cima que velocidade é o espaço que você andou pelo tempo que você andou? Então, existem duas formas de você mudar a sua velocidade: a primeira é através da propulsão e a segunda é através do tempo.

Para ilustrar isso melhor, pois eu sei que isso não é nem um pouco intuitivo, imagine uma timeline de um vídeo no youtube, você clica em play para executar o vídeo e em seguida você vê na tela do vídeo algumas pessoas movimentando-se da esquerda para a direita. Para que as pessoas movimentem-se mais rápido existem duas maneiras, a primeira maneira é alguém vir correndo por trás e empurrar as pessoas pelas costas (transferindo energia cinética para elas), e a segunda maneira é você acelerar o tempo do vídeo. 

Para você conseguir se movimentar pelo espaço você precisa de tempo. Sem o tempo sua posição espacial permanece a mesma. Da mesma forma que você precisa do fator tempo para se movimentar pelo espaço, a sua velocidade relativa pode ser alterada caso o fator tempo seja alterado.

O nosso universo está flutuando (por assim dizer) nesse campo tridimensional que nós chamamos de espaço-tempo. As formas de energia que têm massa (partículas que interagem curvando o espaço-tempo) geram gravidade, como elétrons, quarks, neutrinos... O espaço-tempo é uma dimensão que dita uma regra fundamental: a distância entre dois objetos é fundamentalmente determinada pelo espaço-tempo, assim como a velocidade relativa entre eles. O que eu quero dizer com isso, é que tudo está interagindo com o espaço tempo. Em outras palavras, a matéria diz para o espaço-tempo como se curvar e o espaço-tempo diz para a matéria como se mover.

Do contrário ao que antes pensávamos ser apenas um conceito puramente humano, o tempo é uma dimensão real e o espaço está conectado a ele. É uma dimensão com duas propriedades eu assim diria. Quando você acelera, o tempo passa mais devagar para você e o mesmo efeito ocorre quando você está na superfície de um objeto com uma gravidade proporcional a tal aceleração, isso é o que nós chamamos de Princípio da Equivalência.

Para entender isso melhor há um experimento mental que vai lhe permitir visualizar: imagine que você está em um quarto sem janelas e sem portas aqui na superfície da Terra onde a gravidade é 9,8 m/s², você irá sentir uma aceleração constante de 9.8 m/s². E agora imagine que você está neste mesmo quarto, mas agora o quarto está no espaço. Abaixo do piso há um motor de foguete que está proporcionando uma aceleração de 9,8 m/s² para o quarto, você irá sentir uma aceleração constante de 9.8 m/s².

A conclusão disso é que não existe nenhum experimento que você possa fazer dentro deste quarto para determinar se o quarto está na superfície da Terra ou está no espaço. Ou seja, não há nenhuma diferença entre estar em repouso na superfície da Terra e estar no espaço acelerando 9.8 m/s². E em termos de relatividade do tempo, o efeito é igual. Se você acelerar a 99% da velocidade da luz, o efeito temporal será igual a você estar de pé na superfície de um objeto cuja gravidade lhe proporciona a mesma aceleração.

Gostaria de dizer que todas essas explicações que eu dei sobre o espaço-tempo, é uma tentativa de traduzir o que as equações nos dizem. Uma tentativa de ilustrar a realidade como ela é para o senso comum, que nada mais é do que a mente humana que essencialmente entende o universo de maneira clássica.
Créditos: Jonathan Torres
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