31.01.14 - APRESENTAÇÃO ÀS ESTRELAS
20:30 – 23:00 - Apresentação sobre tema de astronomia, seguida de observação astronómica nocturna com telescópio.
Público: Público em geral, local: CCVAlg
Preço: 2€ - adultos, 1€ jovens/ estudantes/ reformados (crianças até 12 anos grátis)
Pré-inscrição: info@ccvalg.pt ou 289 890 922
Palestra sobre um tema de astronomia seguida de observação do céu noturno com telescópio (dependente de meteorologia favorável)

01.02.14 - DESCOBRINDO O SOL
15:00 – 16:00 (actividade incluída na visita ao centro; 1€ para participantes que não visitem o Centro – crianças até 12 anos grátis)
Observação do Sol em segurança para conhecer um pouco melhor alguns aspectos da nossa estrela. Público: Público em geral, local: CCVAlg

Dia 14/01: 14.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 2005 aterrava em Titã a sonda Huygens.

Observações: Júpiter brilha para a esquerda da Lua [quase] Cheia. Ganimedes desaparece por trás de Júpiter a partir das 23:06. Reaparece pelas 03:28 (já de dia 15).

Dia 15/01: 15.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1969, a União Soviética lançava a Soyuz 5.

Em 2005, uma intensa proeminência solar liberta raios-X por todo o Sistema Solar. No mesmo dia, a sonda SMART-1 da ESA descobre elementos como o cálcio, alumínio, sílica, ferro e outros elementos à superfície da Lua. 
Observações: A brilhante estrela Capella encontra-se bem alta e Rigel, que marca o pé de Orionte, são ambas de magnitude 0 e têm quase a mesma ascensão recta - por isso transitam o meridiano norte-sul quase à mesma hora. Capella passa o mais perto do zénite por volta das 22 horas esta semana, dependendo da sua localização. Por isso, sempre que Capella estiver o mais perto possível do zénite, Rigel assinala sempre o sul verdadeiro na posição geográfica do observador.

Dia 16/01: 16.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1969, a Soyuz 4 e a  Soyuz 5 levam a cabo o primeiro acoplamento de naves em órbita, a primeira transferência de tripulação de um veículo para outro, e a única vez que tal transferência envolveu um passeio espacial.
Em 2003 a nave Columbia arrancava para a missão STS-107, que seria a sua última.

O Columbia acabaria por desintegrar-se 16 dias depois, durante a sua reentrada na atmosfera da Terra.
Observações: Trânsito de Europa, entre as 02:00 e as 04:47.
Trânsito da sombra de Europa, entre as 02:30 e as 05:19.
Lua Cheia, pelas 04:52. Esta é a Lua Cheia mais pequena de 2014.

O núcleo de uma estrela (pouco maior que o Sol) pode alcançar uma temperatura de 16 milhões de graus Celsius. Um grão de areia assim tão quente é capaz de matar qualquer pessoa a 150 km de distância.

De acordo com investigadores, se não fosse a vida, a Terra poderia não possuir os continentes que tem, tornando-se um planeta coberto quase totalmente por oceanos. Estes novos resultados sugerem que quaisquer continentes que os astrónomos possam um dia ver em mundos distantes podem potencialmente ser sinais de vida extraterrestre.

A Terra é actualmente o único planeta conhecido no Universo que se sabe ter água no estado líquido à superfície. Há vida praticamente onde quer que haja água líquida na Terra, por isso um dos focos principais na busca por vida extraterrestre como a conhecemos é a região em torno de uma estrela onde não é nem muito quente nem muito frio para água líquida existir à superfície de um planeta, uma área conhecida como zona habitável.

Embora a água cubra a maior parte da superfície da Terra, quase 30% do planeta está coberto por terra, sustentando uma estonteante variedade de vida. Os cientistas podem um dia ser capazes de dizer se planetas distantes são igualmente cobertos por terra, oceanos e nuvens procurando tons avermelhados, azulados ou acinzentados na cor desses mundos. Os cientistas já desenvolveram mapas de nuvens num planeta gigante que orbita uma estrela distante.

Os cientistas poderão um dia ser capazes de discernir terra, oceanos e nuvens em planetas distantes ao procurar tons avermelhados, azulados ou acinzentados na cor destes mundos. Esta imagem foi capturada pela missão EPOXI e mostra a Lua a transitar a Terra. As primeiras imagens de um mundo tipo-Terra não serão tão detalhadas. Crédito: Donald J. Lindler, Sigma Space Corporation/GSFC; EPOCh/DIXI Science (clique na imagem para ver versão maior)

Agora, os investigadores sugerem que a Terra teria sido um mundo de água com muito poucos continentes, se algum, sem a presença de vida.

Uma grande parte da pesquisa mostra que a vida teve um grande impacto na evolução da atmosfera e dos oceanos da Terra. As plantas e outras formas de vida fotossintética geram oxigénio, dando à Terra a única atmosfera conhecida no Universo com níveis significativos de oxigénio. A vida também influencia fortemente a quantidade de carbono presente na atmosfera e nos oceanos, sob a forma de dióxido de carbono e metano. Estes gases de efeito de estufa prendem o calor e podem afectar drasticamente o clima da Terra, que por sua vez tem um efeito sobre a quantidade de água da Terra no estado sólido. O oxigénio pode também, indirectamente, arrefecer o clima da Terra ao remover metano da atmosfera - na verdade, o aumento dramático de oxigénio na atmosfera da Terra há cerca de 2,4 mil milhões de anos, conhecido como Grande Evento de Oxigenação, pode ter arrefecido o planeta o suficiente para se tornar numa "bola de neve global".

"No entanto, sabe-se muito pouco sobre se a vida teve quaisquer efeitos no interior mais profundo da Terra," realça Tilman Spohn, autor do estudo e cientista planetário do Instituto de Pesquisa Planetária do Centro Aeroespacial Alemão em Berlim.

Pesquisas anteriores notaram que os sinais mais antigos da vida até agora encontrados têm cerca de 3,5 mil milhões de anos, aproximadamente a mesma idade do aparecimento dos continentes, e sugeriram uma possível ligação entre estes eventos. Os cientistas então exploraram se a evolução da vida na Terra pode ter influenciado a evolução do planeta.

Os investigadores focaram-se no intemperismo biológico, pelo qual a vida quebra rocha. Esta rocha quebrada é levada pelo vento ou pela água, sedimentos que eventualmente fazem o seu caminho até zonas de subducção, áreas onde uma placa tectónica da crosta da Terra mergulha para baixo de outra.

"Os líquenes que cobrem rochas fornecem humidade constante e isso pode enfraquecer a rocha, enquanto o ácido das bactérias pode dissolver rocha," afirma Spohn.

Estes sedimentos têm até 40% de água na sua constituição. Isto significa que os sedimentos que sofrem subducção podem transportar grandes quantidades de água até ao manto que se encontra entre a crosta e o núcleo da Terra. Assim que estes sedimentos alcançam a pressão e calor encontrados a cerca de 100 km de profundidade, libertam a sua água, reduzindo a temperatura de fusão da rocha circundante. Isto faz com que a rocha derreta em maior quantidade e suba, eventualmente sendo expulsa através de vulcões como lava que acrescenta massa continental. Por outras palavras, embora a vida ajude a desgastar os continentes, também ajuda a construi-los.

"Quando a superfície da Terra é reciclada em zonas de subducção, afecta processos no interior profundo," afirma o autor principal Dennis Höning, cientista planetário do Instituto de Pesquisa Planetária do Centro Aeroespacial Alemão em Berlim.

Diagrama que explica os processos associados com a subducção. Crédito: Wikipedia (clique na imagem para ver versão maior)

A magnitude dos efeitos que o intemperismo biológico tem na erosão continental global está actualmente em debate, com estimativas que variam bastante. Para ver quais serão estes efeitos, Spohn e colegas desenvolveram modelos de produção continental e erosão que assumem que um mundo sem vida tem uma fracção da taxa de erosão continental actualmente estimada para a Terra.

Quando os cientistas correram o seu modelo de uma Terra com taxas actuais de erosão continental, simularam um planeta com um manto molhado que, após mais ou menos 4 mil milhões de anos, tinha uma superfície aproximadamente 40% coberta por continentes, mais ou menos semelhante à Terra real. No entanto, quando os investigadores correram o seu modelo com taxas de erosão continental 60% ou menos em relação aos valores actuais, que provavelmente se poderia constatar numa Terra sem vida, simularam um planeta com um manto seco que, após 4 mil milhões de anos, "tinha continentes que cobriam apenas cerca de 5% da sua superfície," afirma Spohn.

"Para mim, a maior surpresa foi a diferença pronunciada que vimos," realça Spohn. "Esperávamos ver uma diferença, mas não uma diferença tão grande". Höning, Spohn e os colegas Hendrik Hansen-Goos e Alessandro Airo relataram as suas descobertas na edição de 25 de Outubro da revista Planetary and Space Science.

A evolução da fotossíntese, começando há pelo menos 3,4 mil milhões de anos atrás, pode ter tido um impacto especialmente grande sobre os continentes da Terra.

"A invenção da fotossíntese permitiu com que a vida fosse muito mais produtiva, permitiu com que a biosfera dependesse de uma fonte de energia muito maior e com que crescesse muito rapidamente em massa, o que teria aumentado o efeito de intemperismo biológico," comenta Spohn.

Spohn realça que se o manto estivesse seco, talvez nem existissem placas tectónicas, manto este que conduz os movimentos das placas que formam a superfície do planeta e subjaz actividade tectónica como sismos e vulcões. "As placas tectónicas precisam de água para funcionar," comenta.

O geofísico Norman Sleep da Universidade de Stanford no estado americano da Califórnia, que não fez parte deste estudo, acrescenta que a biologia pode ter outros efeitos no interior da Terra. Por exemplo, experiências laboratoriais mostraram que a actividade microbial pode ajudar a transformar a esmectite mineral mole em ilite muito mais forte e densa. Dado que a ilite é menos permeável à água que a esmectite, a actividade microbiana pode tornar a água mais disponível a maiores profundidades. Experiências preliminares que Spohn e a sua equipa levaram a cabo sugerem que este efeito pode aumentar ainda mais a diferença entre uma Terra cheia de vida e uma Terra sem vida.

Estes resultados sugerem que "se encontrarmos um planeta algures no Universo com uma cobertura continental similar à da Terra, pode ser um bom lugar para procurar vida," realça Höning.

Ainda assim, Höning adverte que planetas maiores, como as super-Terras com até 10 vezes a massa do nosso planeta, evoluem de um modo bastante diferente, por isso estes resultados podem não lhes ser aplicáveis. Além disso, um exoplaneta com uma superfície quente, uma atmosfera espessa ou ventos fortes pode também ter grandes taxas de erosão mesmo sem vida.

"Todos estes factores têm que ser tidos em conta quando tentarmos modelar crescimento continental noutros planetas," comenta Hönig.

As pesquisas futuras podem examinar a tendência de formação de fissuras em sedimentos nas zonas de subducção e os efeitos que podem ter na actividade no interior da Terra, realça Sleep. Também podem investigar se a actividade vulcânica nas zonas de subducção varia com os níveis de fluxo sedimentar, onde a lava dos vulcões cria novas terras.

Links:

Notícias relacionadas:
Artigo científico (requer subscrição)
SPACE.com
New Scientist
PHYSORG
Astrobiology Magazine
Discovery News

Terra:
Wikipedia
Placas tectónicas (Wikipedia)
Zonas de Subducção (Wikipedia)
Grande Evento de Oxigenação (Wikipedia)
"Bola de Neve" Global (Wikipedia)

Na semana passada o Estudo Espectroscópico Oscilatório Bariónico (BOSS - Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) anunciou que tinha medido a escala do Universo com uma precisão de um por cento. Esta e futuras medições com esta precisão são a chave para determinar a natureza da energia escura.

"A precisão de um por cento na escala do Universo é a mais alta do género já alguma vez feita," afirma David Schlegel, investigador principal do BOSS, membro da Divisão de Física do Laboratório Nacional de Berkeley do Departamento de Energia dos EUA. "Há vinte anos atrás, os astrónomos discutiam estimativas que diferiam até 50%. Há cinco anos atrás, tínhamos refinado esta incerteza até 5%; há um ano atrás era 2%. A precisão de 1% será padrão durante muito tempo."

O BOSS é o maior programa do SDSS-III (Sloan Digital Sky Survey-III). Desde 2009 que usa o Telescópio da Fundação Sloan no Observatório de Apache Point, no estado americano do Novo México, para registar espectros altamente precisos de mais de um milhão de galáxias com desvios para o vermelho que variam entre 0,2 e 0,7, olhando para trás mais de seis mil milhões de anos no passado do Universo. Schlegel afirma: "Nós acreditamos que a base de dados BOSS inclui mais desvios para o vermelho de galáxias do que todos os outros telescópios combinados."

Impressão de artista da medição da escala do Universo. As oscilações acústicas bariónicas são a tendência de galáxias e outra matéria para se agruparem em esferas, que surgiram como ondas de densidade que viajam pelo plasma do Universo primitivo. O agrupamento é altamente exagerado na ilustração. O raio das esferas (linha branca) é a escala da medida padrão que permite aos astrónomos determinar, com uma precisão de 1%, a estrutura a larga-escala do Universo e como evoluiu. Crédito: Zosia Rostomian, Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (clique na imagem para ver versão maior)

O estudo irá continuar a recolher dados até Junho de 2014. No entanto, de acordo com Martin White, membro do Laboratório de Berkeley, professor de física e astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley, e presidente da equipa de pesquisa do BOSS, "fizemos a análise agora porque temos 90% dos dados finais do BOSS e estamos tremendamente animados com os resultados."

As oscilações acústicas bariónicas (OABs) são agrupamentos regulares de galáxias, cuja escala fornece uma medida padrão para a medição da evolução da estrutura do Universo. A medição precisa aumenta dramaticamente o nosso conhecimento das propriedades cosmológicas fundamentais, incluindo a forma como a energia escura acelera a expansão do Universo.

Combinados com medições recentes da radiação cósmica de fundo em microondas e medições de supernovas em expansão acelerada, os resultados do BOSS sugerem que a energia escura é uma constante cosmológica cuja força não varia no espaço ou no tempo. Embora pouco provável que seja uma falha na Teoria Geral da Relatividade de Einstein, os autores das análises do BOSS realçam que "compreender a causa física da expansão acelerada permanece um dos problemas mais interessantes da física moderna".

Entre outros parâmetros cósmicos, comenta White, a análise BOSS "também oferece uma das melhores determinações de sempre da curvatura do espaço. A resposta é, não é muito curvo".

Chamar "liso" a um universo tridimensional significa que a sua forma é bem descrita pela geometria euclidiana do ensino secundário: as linhas rectas são paralelas e os triângulos somam até 180 graus. Uma planicidade extraordinária significa que o Universo passou por uma inflação relativamente prolongada, até 10^33 de um segundo ou mais, imediatamente após o Big Bang.

"Uma das razões porque nos importamos com isto é que um Universo plano tem implicações na determinação de que o Universo é infinito," realça Schlegel. "Isto significa que - embora não possamos dizer com certeza que nunca vai ter um fim - é provável que o Universo se expanda para todo o sempre. Os nossos resultados são consistentes com um Universo infinito."

A análise BOSS tem por base os conjuntos de dados 10 e 11 do SDSS-III (DR 10 e DR 11) e foi submetida para publicação na revista mensal da Sociedade Astronómica Real; a análise está também disponível online.

Ondulações num mar de galáxias

A análise BOSS incorpora espectros de 1.277.503 galáxias e cobre 8.509 graus quadrados do céu visível a partir do Hemisfério Norte. É a maior amostra do Universo já estudada a esta densidade. Quando concluído, o BOSS terá recolhido espectros de 1,3 milhões de galáxias, além de 160.000 quasares e milhares de outros objectos astronómicos, cobrindo 10.000 graus quadrados.

As ondulações periódicas na densidade da matéria visível (bariões, resumidamente) permeiam o Universo como gotas de chuva na superfície de um lago. O agrupamento regular de galáxias é descendente directo de ondas de pressão que se moveram através do plasma quente do início do Universo, que era tão quente e denso que as partículas de luz (fotões) e partículas de matéria, incluindo protões e electrões, estavam fortemente agrupados. A matéria escura invisível também fazia parte da mistura.

No entanto, cerca de 380.000 anos depois do Big Bang, a temperatura da mistura em expansão tinha já arrefecido o suficiente para a luz escapar, permeando o universo recém-transparente com radiação intensa, que nos 13,4 mil milhões de anos seguintes continuou a arrefecer até se tornar na fraca mas penetrante radiação cósmica de fundo em microondas.

Pequenas variações na temperatura da radiação cósmica de fundo registam periodicidade na densidade original das ondulações, das quais o satélite Planck da ESA fez as medições mais recentes e mais precisas. A mesma periodicidade é preservada no agrupamento das galáxias BOSS, um sinal de OABs que também reflecte a distribuição da matéria escura subjacente.

O agrupamento regular em diferentes eras, começando com a radiação cósmica de fundo, estabelece a história da expansão do Universo. Beth Reid, colaboradora do BOSS e do Laboratório Berkeley, traduz as coordenadas celestes bidimensionais de galáxias, além dos seus desvios para o vermelho, em mapas 3D da densidade de galáxias no espaço.

"É a partir de flutuações na densidade de galáxias no volume que observamos, que extraímos a medida padrão dos OABS," realça. "Para comparar diferentes regiões do céu em pé de igualdade, primeiro temos que desfazer variações de efeitos atmosféricos ou outros padrões provocados pelo modo como observamos o céu com o nosso telescópio". Os resultados dependem crucialmente de medidas precisas dos desvios para o vermelho, que divulgam as posições das galáxias no espaço e no tempo. Mas as galáxias não se movem de forma igual.

"Quando as galáxias estão bem próximas umas das outras a sua atracção gravitacional mútua puxa-as umas às outras e interfere com tentativas de medir a estrutura a larga escala," realça Schlegel. "O seu movimento peculiar torna difícil escrever uma fórmula para o crescimento gravitacional geral".

No entanto, acrescenta Reid, "temos um modelo muito bom para a forma destas distorções. O campo de densidade de galáxias mostra onde há concentrações de matéria, e o campo de velocidade peculiar aponta na direcção do efeito de rede de todas as densidades locais."

"Os dados BOSS são inspiradores," realça Martin White, "mas muitas outras peças tiveram que ser colocadas antes de obter os nossos dados". Algoritmos computacionais complexos foram essenciais para reconciliar as incertezas inerentes. "Fizemos milhares de universos-modelo em computador, e observámo-los tal como o BOSS faria e fizemos a nossa análise para responder a questões de 'se?'"

Ao medir a eficácia dos seus algoritmos em analisar estas simulações do Universo, e com base em catálogos de galáxias realistas mas artificiais, a experiente equipa do BOSS foi capaz de avaliar e ajustar os seus algoritmos quando aplicados aos dados reais do BOSS.

A colaboração BOSS já forneceu a calibração mais precisa de sempre da medida padrão das OABs. A história da expansão do Universo foi medida com uma precisão sem precedentes até seis mil milhões de anos no passado, quando a expansão parou de desacelerar e começou a acelerar. Mas por mais precisos que sejam, os novos resultados são apenas o começo. É necessária uma maior cobertura e maior resolução em escala para compreender a própria energia escura.

O proposto DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), com base numa parceria internacional de quase 50 instituições, permitiria com que o Telescópio Mayall em Kitt Peak, no estado americano do Arizona, mapeasse mais de 20 milhões de galáxias, mais de 3 milhões de quasares, em 14.000 graus quadrados do céu do Hemisfério Norte. Ao preencher as eras ausentes que o BOSS não consegue alcançar, o DESI poderá refinar e ampliar a cobertura da história da expansão do universo, desde a primeira aparição da radiação cósmica de fundo até aos dias de hoje.

Entretanto o BOSS, antes da conclusão prevista em Junho de 2014, continua a ser o instrumento principal para o mapeamento do Universo.

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
14/01/2011 - Astrónomos anunciam a maior imagem do céu jamais feita

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space ref
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Oscilações Acústicas Bariónicas (OABs):
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Página de Martin White
Artigo científico (formato PDF)
SDSS

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SDSS-III
Wikipedia

SDSS-III:
Página oficial
Arquivo do SDSS (formato imagem)
Wikipedia