31.05.14 - DESCOBRINDO O SOL
15h00 – 16h00 (actividade incluída na visita ao centro; 1€ para participantes que não visitem o Centro – crianças até 12 anos grátis)
Público: Público em geral
Local: CCVAlg
A actividade consiste na observação do Sol em segurança, e tem por objectivo dar algumas características da nossa estrela, podendo incluir outras actividades relacionadas com o Sol e o aproveitamento da energia solar.

Dia 06/05: 126.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1872, nascia Willem de Sitter, matemático, físico e astrónomo holandês.

Fez grandes contribuições para o campo da cosmologia física. Foi co-autor, juntamente com Einstein, num artigo onde explicavam que deveria existir grandes quantidades de matéria que não emitia luz, actualmente chamada matéria escura. É também famoso pela sua pesquisa sobre o planeta Júpiter.
Observações: Pico da chuva de meteoros das Eta Aquáridas.
Por volta das 22 horas, a brilhante Vega a Nordeste e a brilhante Capela a Noroeste, estarão exactamente à mesma altura. O momento deste balanço depende da sua localização na sua zona horária, especialmente quão para Este se encontra. Consegue determinar a hora exacta deste evento no seu local?

Dia 07/05: 127.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1975, era lançado o Observatório Espacial de raios-X, Explorer 53. 
Em 1992, era lançado pela primeira vez o vaivém espacial Endeavour (STS-49).

Em 1997, a sonda Galileo fazia o seu quarto "voo rasante" por Ganimedes.
Observações: Lua em Quarto Crescente, pelas 04:16.
O Verão está a umas meras seis semanas de distância, mas o Triângulo de Verão já começa a fazer das suas a Este, estrela após estrela. A primeira é Vega. É já visível baixa a Nordeste ao anoitecer. A seguinte é Deneb, para baixo e para a esquerda de Vega. Deneb surge cerca de uma hora após Vega, dependendo da latitude. Finalmente nasce Altair, que só aparece para baixo e para a direita das duas estrelas por volta da meia-noite.

Dia 08/05: 128.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1962, era lançado o primeiro foguetão Atlas Centauro.

Observações: Entre as 22:40 e as 22:45, Saturno e Júpiter estarão à mesma altura no céu, cerca de 23,2º acima do horizonte (à latitude de Faro, Portugal, e a Este e a Oeste-Noroeste, respectivamente). Consegue descobrir a hora exacta do evento? Entre os dois planetas, encontram-se, mais alto, Marte (em Virgem) e a Lua (um pouco para baixo e para a esquerda de Régulo).

Hidra é a maior das constelações modernas em área.

Segundo novas pesquisas da NASA, a maior lua do nosso Sistema Solar, uma companheira de Júpiter chamada Ganimedes, pode ter várias camadas empilhadas de gelos e oceanos.

Anteriormente, pensava-se que a lua abrigava um espesso oceano entre apenas duas camadas de gelo, uma no topo e outra na parte inferior.

"O oceano de Ganimedes pode ser organizado como uma sanduíche," afirma Steve Vance do JPL da NASA em Pasadena, Califórnia, EUA. O estudo, liderado por Vance, fornece novas evidências teóricas para o modelo da equipa, proposto pela primeira vez no ano passado. O artigo da pesquisa foi publicado na revista Planetary and Space Science.

Os resultados apoiam a ideia de que há possibilidade da vida primitiva surgir na lua gelada. Os cientistas dizem que os lugares onde a água e a rocha interagem são importantes para o desenvolvimento da vida; por exemplo, é possível que a vida na Terra tenha começado em aberturas no nosso fundo do mar. Antes do novo estudo, pensava-se que o fundo rochoso do mar de Ganimedes estava revestido com gelo, não líquido - um problema para o surgimento da vida. A existência de camadas sugere o contrário: a primeira camada no topo do núcleo rochoso pode ser água salgada.

Esta impressão de artista da lua de Júpiter, Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar, ilustra o modelo "ensanduichado" dos seus oceanos interiores. Os cientistas suspeitam que Ganimedes tem um oceano gigantesco por baixo de uma crosta gelada. Crédito: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

"São boas notícias para Ganimedes," comenta Vance. "O seu oceano é enorme, com pressões descomunais, por isso pensava-se que o gelo denso tinha que formar-se no fundo do oceano. Quando adicionámos sais aos nossos modelos, ficámos com líquidos densos o suficiente para mergulhar até ao fundo do mar."

Os cientistas da NASA suspeitaram pela primeira da existência de um oceano em Ganimedes na década de 1970, com base em modelos da lua gigante, que é maior que Mercúrio. Nos anos 90, a missão Galileu passou por Ganimedes, confirmando o oceano da lua e mostrando que se estende até profundidades de centenas de quilómetros. A sonda também encontrou evidências de mares salgados, provavelmente contendo sal de sulfato de magnésio.

Os modelos anteriores dos oceanos de Ganimedes assumiam que o sal não mudava muito as propriedades do líquido com a pressão. Vance e a sua equipa mostraram, através de experiências laboratoriais, o aumento da densidade dos líquidos devido à quantidade de sal e sobre estas condições extremas dentro de Ganimedes e de luas similares. Pode parecer estranho que o sal torne o oceano mais denso, mas é fácil vermos por nós próprios com sal de mesa e um copo de água. Em vez de aumentar o volume, o líquido encolhe e torna-se mais denso. Isto é porque os iões do sal atraem as moléculas de água.

Os modelos tornam-se mais complicados quando as diferentes formas de gelo são tidas em contas. O gelo que flutua nas nossas bebidas é chamado "Gelo I". É a forma menos densa de gelo e é mais leve que a água líquida. Mas a altas pressões, como aquelas nos oceanos esmagadoramente profundos de Ganimedes, as estruturas cristalinas do gelo tornam-se mais compactas. "É como encontrar um melhor arranjo para os sapatos na sua bagagem - as moléculas de gelo ficam organizadas mais intimamente," explica Vance. O gelo pode tornar-se tão denso que fica mais pesado que a água e cai para o fundo do mar. O gelo mais denso e pesado, que se pensa existir em Ganimedes, é chamado "Gelo VI."

Ao modelar esses processos em computador, a equipa obteve um oceano "ensanduichado" entre duas a três camadas de gelo, além do fundo rochoso do mar. O gelo mais leve está no topo, e o líquido mais salgado é pesado o suficiente para mergulhar até ao fundo. Além do mais, os resultados demonstram um possível fenómeno bizarro que faz com que "neve para cima" nos oceanos. À medida que os oceanos se agitam e as plumas frias serpenteiam, o gelo na camada oceânica superior, chamado "Gelo III," pode formar-se na água do mar. Quando o gelo se forma, os sais precipitam. Os sais mais pesados deslocam-se para baixo, e o gelo mais leve flutua, "ou sobe neve", para cima. Esta "neve" derrete novamente antes de chegar ao topo do oceano, possivelmente deixando uma espécie de granizo no meio da sanduíche lunar.

"Nós não sabemos quanto tempo dura esta estrutura Dagwood-sanduíche," afirma Christophe Sotin do JPL. "Esta estrutura representa um estado estável, mas vários factores podem indicar que a lua não atinge este estado estável.

Sotin e Vance são ambos membros da equipa de Mundos Gelados do JPL, parte do Instituto de Astrobiologia da NASA com sede no Centro de Pesquisa Ames em Moffett Field, no estado americano da Califórnia.

Os resultados também pode ser aplicados a exoplanetas, planetas que orbitam outras estrelas que não o nosso Sol. Algumas super-Terras, planetas rochosos mais massivos que a Terra, foram propostos como "mundos de água" cobertos por oceanos. Será que podem ter vida? Vance e a sua equipa pensam que experiências laboratoriais e modelagem mais detalhada de oceanos exóticos podem ajudar a encontrar respostas.

Ganimedes é uma das cinco luas no nosso Sistema Solar que se pensa ter vastos oceanos por baixo das crostas geladas. As outras luas são Europa e Calisto (também de Júpiter) e Titã e Encelado em Saturno. A ESA está a desenvolver uma missão espacial com o nome JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), para visitar Europa, Calisto e Ganimedes em 2030. Tem lançamento previsto para 2022.

Links:

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Planetary and Space Science (requer subscrição)
Artigo científico - 2 (formato PDF)
Visualização das camadas (YouTube)
Universe Today
PHYSORG
Astronomy
redOrbit
Popular Science
io9
RT
AstroPT

Ganimedes:
Núcleo de Astronomia do CCVAlg
Wikipedia

Júpiter:
Núcleo de Astronomia do CCVAlg
Wikipedia

Sonda Galileu:
Página oficial (NASA)
Wikipedia

JUICE:
ESA
Wikipedia

Localizada a cerca de 75.000 anos-luz de distância, uma galáxia conhecida como Segue 1 tem algumas propriedades invulgares: é a galáxia mais ténue já detectada. É muito pequena, contendo apenas mais ou menos 1000 estrelas. E tem uma composição química rara, com quantidades infimamente pequenas de elementos metálicos presentes.

Agora, uma equipa de cientistas analisou essa composição química e descobriu novas informações sobre a evolução das galáxias nos estágios iniciais do nosso Universo - ou, neste caso, uma impressionante inexistência de evolução em Segue 1. Normalmente, as estrelas formam-se a partir de nuvens de gás e depois terminam as vidas em explosões de supernova, expelindo mais dos elementos que são a base de uma nova geração de formação estelar.

Mas não Segue 1: em contraste com todas as outras galáxias, como a nova análise mostra, parece que o processo de formação estelar de Segue 1 terminou no que normalmente seria um estágio inicial de desenvolvimento de uma galáxia.

"É quimicamente bastante primitiva," realça Anna Frebel, professora assistente de física no MIT (Massachusetts Institute of Technology, EUA), autora principal do novo artigo acerca de Segue 1. "Isto indica que a galáxia nunca fez muitas estrelas. É muito fraca. Esta galáxia tentou tornar-se numa grande galáxia, mas não conseguiu."

Mas, precisamente porque se manteve no mesmo estado, Segue 1 contém informações valiosas sobre as condições iniciais do Universo após o Big Bang.

"Diz-nos como as galáxias começaram," comenta Frebel. "Está realmente a acrescentar outra dimensão à arqueologia estelar, onde olhamos para trás no tempo para estudar a era da primeira estrela e da formação da primeira galáxia."

Estrelas pobres em metais: um sinal revelador

O artigo foi recentemente publicado na revista Astrophysical Journal. Além de Frebel, os co-autores são Joshua D. Simon, astrónomo dos Observatórios da Instituição Carnegie, em Pasadena, Califórnia, e Evan N. Kirby, astrónomo da Universidade da Califórnia em Irvine.

A análise usou novos dados obtidos pelos telescópios Magalhães no Chile, bem como dados do Observatório Keck no Hawaii, pertencentes a seis estrelas gigantes vermelhas em Segue 1, as mais brilhantes dessa galáxia. Os astrónomos são capazes de determinar quais os elementos presentes nas estrelas porque cada elemento tem uma assinatura única que se torna detectável nos dados dos telescópios.

Os telescópios Magalhães do Observatório Las Campanas, no Chile, onde foram feitas algumas das novas pesquisas da galáxia Segue 1. Crédito: Anna Frebel (clique na imagem para ver versão maior)

Em particular, Segue 1 tem estrelas distintamente pobres em conteúdo metálico. Todos os elementos em Segue 1, que são mais pesados que o hélio, parecem ter derivado ou de uma única explosão de supernova, ou talvez de algumas dessas explosões, que ocorreram relativamente pouco tempo após a formação da galáxia. Seguidamente, Segue "desligou-se" em termos evolutivos, porque perdeu o seu gás devido às explosões e parou de fazer novas estrelas.

"Simplesmente não tem gás suficiente e não podia recolher gás suficiente para crescer e fabricar mais estrelas e, como consequência, produzir mais dos elementos pesados," acrescenta Frebel. De facto, uma galáxia normal do seu género contém 1 milhão de estrelas; Segue 1 contém apenas 1000.

Os astrónomos descobriram também evidências reveladoras na ausência dos chamados "elementos de captura de neutrões" - aqueles encontrados na metade inferior da tabela periódica, criados em estrelas de massa intermédia. Mas em Segue 1, comenta Frebel, "os níveis de elementos de captura de neutrões nesta galáxia são os mais baixos já encontrados." Isto, mais uma vez, indica uma ausência de formação estelar repetida.

De facto, a composição química e estática de Segue 1 até a diferencia das outras galáxias pequenas que os astrónomos têm encontrado e analisado.

"É muito diferente das outras galáxias anãs esferoidais que tiveram uma evolução química completa," afirma Frebel. "Essas são apenas mini-galáxias, enquanto [Segue 1 é] truncada. Ela não mostra muita evolução."

"Nós gostávamos de encontrar mais"

As galáxias anãs, segundo modelos astronómicos, parecem formar blocos de construção para galáxias maiores como a Via Láctea. A análise química de Segue 1 lança nova luz sobre a natureza destes blocos de construção, observa Frebel.

À esquerda, Segue 1 (note que não conseguimos ver a galáxia); à direita, as estrelas que fazem parte de Segue 1 estão nos círculos. Crédito: Marla Geha, Universidade Yale (clique na imagem para ver versão maior)

Na verdade, outros astrónomos sugeriram que o estudo de galáxias como Segue 1 é uma parte vital no progresso no campo. Volker Bromm, professor de astronomia da Universidade do Texas, diz que o novo artigo é "muito bom e importante," e "consubstancia a ideia" de que a análise de galáxias anãs fracas produz novas informações sobre o desenvolvimento do Universo.

Como Bromm salienta, quando se trata da composição química das primeiras estrelas, toda a busca por pistas entre estrelas mais próximas da Via Láctea pode ser problemática; a maioria dessas estrelas teve um "uma história muito complexa de formação e enriquecimento, ondas muitas gerações de supernovas contribuíram para os padrões de abundância [de elementos] vistos nessas estrelas." As estrelas das galáxias anãs não têm este problema.

As conclusões sobre Segue 1 também indicam que pode haver uma maior diversidade de caminhos evolutivos entre galáxias no início do Universo do que se pensava. No entanto, porque é apenas um exemplo, Frebel está relutante em fazer afirmações gerais.

"Nós realmente precisamos de encontrar mais destes sistemas," observa. "Ou, se nunca encontrarmos outra [como Segue 1], dir-nos-á quão raramente as galáxias falham na sua evolução. Nós simplesmente não sabemos nesta fase, porque esta é a primeira do seu tipo."

O trabalho de Frebel muitas vezes foca-se na análise da composição química de estrelas invulgares próximas. No entanto, ela diz que gostaria de continuar este tipo de análise para quaisquer outras galáxias como Segue 1 que os astrónomos possam encontrar. Este processo pode demorar algum tempo; ela reconhece que tais descobertas futuras exigirão "paciência e um pouco de sorte."

Links:

Notícias relacionadas:
MIT News (comunicado de imprensa)
Artigo científico (formato PDF)
The Astrophysical Journal (requer subscrição)
Astronomy
Universe Today
Scientific American
PHYSORG
redOrbit

Segue 1:
Wikipedia

Telescópio Magalhães:
Observatório Las Campanas
Instituto Carnegie
Universidade do Arizona
Wikipedia

Observatório W. M. Keck:
Página oficial
Wikipedia