27/02/15 - APRESENTAÇÃO ÀS ESTRELAS
20:30 – 22:30 - Apresentação sobre tema de astronomia, seguida de observação astronómica noturna com telescópio (dependente de meteorologia favorável).
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

Dia 03/02: 34.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1966, a sonda soviética Luna 9, não tripulada, faz a primeira aterragem assistida com motores na Lua e, por isso, a primeira em qualquer outro corpo planetário que não a Terra.

Em 1984, lançamento da missão STS-41-B do vaivém espacial Challenger.
Em 1995, a astronauta Eileen Collins torna-se na primeira mulher a pilotar o vaivém espacial na missão STS-63, a partir do Centro Espacial Kennedy na Flórida, EUA.
Observações: Trânsito da sombra de Io, entre as 19:24 e as 21:44.
Trânsito de Io, entre as 19:27 e as 21:49.
Trânsito da sombra de Europa, entre as 22:18 e as 01:18.
Trânsito de Europa, entre as 22:28 e as 01:26 (já de dia 4).
Lua Cheia, pelas 23:10. Júpiter está para a sua esquerda. Podem parecer próximos no céu, mas Júpiter está 1600 vezes mais distante (razão porque o planeta parece tão pequeno apesar de ser 40 vezes maior que a Lua em diâmetro!).

Dia 04/02: 35.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1906 nascia Clyde Tombaugh, famoso pela descoberta, em 1930, de Plutão. 

Também descobriu muitos asteroides.
Em 1932 era descoberto o asteróide 1239 Queteleta por Eugène Joseph Delporte.
Em 1934 era descoberto o asteróide 2824 Franke por Karl Wilhelm Reinmuth. 
Observações: Júpiter brilha para cima da Lua esta noite. Para a esquerda do nosso satélite natural encontra-se Régulo, a estrela mais brilhante da constelação de Leão.

Dia 05/02: 36.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1924, o Observatório Real de Greenwich começa a emissão dos sinais horários conhecidos como o Sinal de Greenwich.
Em 1937 nascia Alar Toomre, astrónomo estoniano-americano, cuja pesquisa se focou na dinâmica das galáxias. 
Em 1967, a Lunar Orbiter 3 é lançada a partir de Cabo Canaveral, com o objectivo de descobrir locais de aterragem para as Surveyor e Apollo. 
Em 1971, o módulo lunar da missão Apollo 14 fazia a sua alunagem.

Em 1974, passagem da Mariner 10 por Vénus. A sonda mostra que as nuvens contornam o planeta em apenas 4 dias terrestres, embora o planeta propriamente dito demore 243 dias terrestres a completar uma rotação sobre o seu eixo.
Observações: A Lua nasce um pouco antes das 20 horas. Bem para cima brilha Júpiter. Entre os dois astros encontra-se Régulo.
Eclipse de Ganimedes, entre as 23:06 e as 02:57 (já de dia 6).
Ocultação de Ganimedes, entre as 23:14 e as 03:00 (já de dia 6).

A luz demora 8 minutos e 20 segundos desde que sai da fotosfera do Sol até chegar à Terra.

Apesar de relatos anteriores de uma possível deteção, a análise conjunta de dados do satélite Planck da ESA e das experiências terrestres BICEP2 e Keck Array não encontraram provas conclusivas de ondas gravitacionais primordiais.

O Universo começou há cerca de 13,8 mil milhões de anos e evoluiu a partir de um estado extremamente quente, denso e uniforme até ao cosmos rico, complexo e repleto de galáxias, estrelas e planetas que vemos hoje em dia.

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas (em inglês, Cosmic Microwave Background, ou CMB) é uma extraordinária fonte de informações sobre a história do Universo, o legado da radiação emitida apenas 380.000 anos após o Big Bang.

Esta imagem mostra uma região do céu do hemisfério sul e tem por base observações levadas a cabo pelo satélite Planck da ESA em micro-ondas e em comprimentos de onda submilimétricos. A escala de cores representa a emissão da poeira, um componente menor mas crucial do meio interestelar que permeia a nossa Via Láctea. A textura, por sua vez, indica a orientação do campo magnético Galáctico. É baseado em medições da direção da luz polarizada emitida pela poeira. A região aqui salientada mostra a posição da pequena região do céu observada com duas experiências terrestres no Pólo Sul, BICEP2 e Keck Array, representando a possível deteção de modos-B na polarização da radiação cósmica de fundo, a forma mais antiga de luz na história do Universo. No entanto, uma análise conjunta de dados do BICEP2, do Keck Array e do Planck mostraram posteriormente que o sinal não tem provavelmente natureza cosmológica, sendo provocado por poeira na nossa Galáxia. A imagem mostra que a emissão de poeira é mais forte no plano da Galáxia (topo da imagem), mas que não pode ser negligenciada nas outras regiões do céu. A pequena nuvem visível a vermelho, na direção do canto superior direito do campo BICEP2, mostra a emissão da poeira da Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea. Crédito: Colaboração ESA/Planck. Reconhecimento: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, França (clique na imagem para ver versão maior)

O satélite Planck da ESA observou este pano de fundo em todo o céu numa precisão sem precedentes e uma ampla variedade de novas descobertas acerca do início do Universo já foram reveladas ao longo dos últimos dois anos.

Mas os astrónomos "escavam" cada vez mais fundo na esperança de explorar ainda mais para trás no tempo: estão à procura de uma assinatura específica da "inflação" cósmica - uma breve expansão acelerada que, segundo a teoria atual, o Universo sofreu quando tinha apenas uma minúscula fração de segundo.

Esta assinatura seria permeada por ondas gravitacionais, pequenas perturbações no tecido do espaço-tempo que os astrónomos acreditam terem sido geradas durante a fase inflacionária.

Curiosamente, estas perturbações deveriam deixar uma marca noutra característica da radiação cósmica de fundo: a sua polarização.

Quando as ondas de luz vibram preferencialmente numa certa direção, dizemos que a luz é polarizada.

A CMB é polarizada, exibindo um arranjo complexo pelo céu. Isto surge a partir da combinação de dois padrões básicos: circulares e radiais (conhecidos como modos-E) e encaracolados ou torcidos (modos-B).

As anisotropias da radiação cósmica de fundo em micro-ondas observadas pelo Planck. A radiação cósmica de fundo em micro-ondas é um instantâneo da luz mais antiga do Universo, impressa no céu quando o Universo tinha apenas 380.000 anos. Mostra pequenas flutuações de temperatura que correspondem a regiões com densidades ligeiramente diferentes, representando as sementes de todas as estruturas futuras: as estrelas e galáxias de hoje. Crédito: ESA e Colaboração Planck - D. Ducros (clique na imagem para ver versão maior)

Vários fenómenos do Universo produzem ou modos-E ou modos-B em diferentes escalas angulares e a identificação das várias contribuições requer medições extremamente precisas. Os modos-B podem conter o prémio do estudo da inflação no início do Universo.

"A procura deste registo único do Universo muito jovem é tão difícil quanto emocionante, uma vez que o sinal subtil está escondido na polarização da CMB, que por si só representa apenas uma pequena percentagem da luz total," afirma Jan Tauber, cientista do projeto Planck da ESA.

O Planck não está sozinho nesta pesquisa. No início de 2014, uma outra equipa de astrónomos apresentou resultados baseados em observações da radiação cósmica de fundo polarizada numa pequena zona de céu realizadas entre 2010 e 2012 com o telescópio BICEP2, uma experiência localizada no Pólo Sul. A equipa também usou dados preliminares de outra experiência no Pólo Sul, o Keck Array.

Encontraram algo novo: modos-B encaracolados na polarização observada ao longo de zonas do céu poucas vezes maiores que a Lua Cheia.

A equipa BICEP2 apresentou evidências privilegiando a interpretação de que este sinal era originário de ondas gravitacionais primordiais, o que provocou uma resposta enorme na comunidade académica e no público em geral.

No entanto, um outro concorrente no "jogo" pode produzir um efeito semelhante: a poeira interestelar na nossa Galáxia, a Via Láctea.

A Via Láctea é permeada por uma mistura de gás e poeira que brilha a frequências semelhantes àquelas da CMB e esta emissão em primeiro plano afeta a observação da luz cósmica mais antiga. É necessária uma análise muito cuidadosa a fim de separar a emissão, no plano da frente, da emissão do fundo cósmico.

Criticamente, a poeira interestelar também emite luz polarizada, afetando assim a polarização da CMB.

Embora os tons pastel e as texturas finas desta imagem tragam à mente pinceladas sobre a tela de um artista, são na verdade uma visualização de dados do satélite Planck da ESA. A imagem mostra a interação entre a poeira interestelar na Via Láctea e a estrutura do campo magnético da nossa Galáxia. Entre 2009 e 2013, o Planck estudou o céu para detetar a luz mais antiga do Universo - a radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Também detetou emissões de primeiro plano de material difuso na nossa Galáxia que, apesar de ser um incómodo para estudos cosmológicos, é extremamente importante para o estudo do nascimento de estrelas e outros fenómenos na Via Láctea. As nuvens interestelares de gás e poeira também são segmentadas pelo campo magnético da Galáxia e os grãos de poeira tendem a alinhar o seu maior eixo perpendicularmente à direção do campo. Como resultado, a radiação emitida pela poeira é parcialmente "polarizada" - vibra numa direção preferida - e, como tal, pode ser capturada pelos detetores sensíveis à polarização do Planck. Nesta imagem, a escala de cores representa a intensidade total da emissão da poeira, revelando a estrutura das nuvens interestelares na Via Láctea. A textura é baseada em medições da direção da luz polarizada emitida pela poeira, que por sua vez indica a orientação do campo magnético. A imagem mostra a relação íntima entre o campo magnético e a estrutura do meio interestelar ao longo do plano da Via Láctea. Em particular, a disposição do campo magnético é mais ordenada ao longo do plano Galáctico, onde segue a estrutura espiral da Via Láctea. Podem ser vistas várias nuvens pequenas mesmo acima e por baixo do plano, onde a estrutura do campo magnético torna-se menos regular. A partir destas e de outras observações semelhantes, os cientistas do Planck descobriram que as nuvens interestelares filamentosas são preferencialmente alinhadas com a direção do campo magnético ambiente, destacando o forte papel desempenhado pelo magnetismo na evolução galáctica. A emissão da poeira é calculada a partir de uma combinação de observações do Planck a 353, 545 e 857 GHz, enquanto o sentido do campo magnético é baseado em dados de polarização do Planck a 353 GHz. Crédito: Colaboração ESA/Planck. Reconhecimento: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, França (clique na imagem para ver versão maior)

"Quando detetámos pela primeira vez este sinal nos nossos dados, contámos com os modelos da emissão de poeira galáctica disponíveis na altura," afirma John Kovac, investigador principal do BICEP2 na Universidade de Harvard, EUA.

"Estes pareciam indicar que a região do céu escolhida para as nossas observações tinham uma polarização de poeira muito mais baixa do que o sinal detetado."

As duas grandes experiências terrestres recolheram dados numa única frequência de micro-ondas, tornando difícil a separação das emissões oriundas da Via Láctea das do fundo cósmico.

Por outro lado, o Planck observou o céu em nove canais de frequência de micro-ondas e sub-milimétricos, sete dos quais também foram equipados com detetores sensíveis à polarização. Com uma análise meticulosa, estes dados multifrequência podem ser usados para separar as várias contribuições.

A equipa BICEP2 escolheu um campo onde acreditavam que a emissão de poeira seria baixa e, portanto, interpretaram o sinal como provavelmente cosmológico.

No entanto, assim que os mapas da emissão polarizada da poeira Galáctica foram divulgados pelo Planck, ficou claro que esta contribuição de primeiro plano podia ser maior do que o anteriormente esperado.

De facto, em Setembro de 2014 o Planck revelou pela primeira vez que a emissão polarizada da poeira é significativa ao longo de todo o céu e comparável com o sinal detetado pela experiência BICEP2 mesmo nas regiões mais limpas.

Assim, as equipas do Planck e da experiência BICEP2 uniram forças, combinando a capacidade do satélite para lidar com primeiros planos usando observações em diversas frequências - incluindo aquelas onde a emissão de poeira é mais forte - com a maior sensibilidade das experiências terrestres sobre áreas limitadas do céu, graças à sua tecnologia recentemente melhorada. Nessa altura, a gama completa de dados do Keck Array para 2012 e 2013 já estavam também disponíveis.

"Este trabalho conjunto mostrou que a deteção dos modos-B primordiais já não é robusta após a remoção da emissão da poeira Galáctica," afirma Jean-Loup Puget, investigador principal do instrumento HFI do Planck e do Institut d’Astrophysique Spatiale em Orsay, França.

"Por isso, infelizmente, não fomos capazes de confirmar que o sinal é um traço da inflação cósmica."

Outra fonte de polarização de modos-B, que remonta ao início do Universo, foi detetada neste estudo, mas em escalas muito menores no céu.

Este sinal, descoberto pela primeira vez em 2013, não é uma exploração direta da fase inflacionária, é induzido pela teia cósmica de estruturas gigantescas que povoam o Universo e que mudam o percurso dos fotões da CMB no seu caminho até nós.

Este efeito é chamado de "lente gravitacional", uma vez que é provocado por objetos maciços que dobram o espaço circundante e assim desviam a trajetória da luz como uma lupa. A deteção deste sinal com o Planck, BICEP2 e Keck Array, é o mais forte até agora.

Impressão de artista que mostra como os fotões da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (detetada pelo telescópio espacial Planck da ESA) são desviados pelo efeito de lente gravitacional de estruturas cósmicas gigantescas à medida que viajam pelo Universo. As lentes gravitacionais criam pequenas distorções no padrão manchado das flutuações de temperatura da radiação cósmica de fundo. Uma pequena fração da radiação cósmica é polarizada; um componente dessa luz polarizada, modos-B, tem uma assinatura adicional dada pelas lentes gravitacionais. Esta impressão foi encontrada pela primeira vez através da combinação de dados do Telescópio do Pólo Sul e do observatório espacial Herschel da ESA. Crédito: ESA e Colaboração Planck (clique na imagem para ver versão maior)

Quanto aos sinais do período de inflação, a questão permanece em aberto.

"Embora ainda não tenhamos encontrado fortes evidências do sinal de ondas gravitacionais primordiais nas melhores observações da polarização da CMB atualmente disponíveis, isso não significa que temos que excluir a inflação," explica Reno Mandolesi, investigador principal do instrumento LFI do Planck e da Universidade de Ferrara, Itália.

De facto, o estudo conjunto estabelece um limite máximo para a quantidade de ondas gravitacionais da inflação, que podem ter sido criadas na altura mas a um nível demasiado baixo para serem confirmadas com esta análise.

"Este estudo mostra que o número de ondas gravitacionais pode, provavelmente, não ser mais do que metade do sinal observado," afirma Clem Pryke, investigador principal da experiência BICEP2 na Universidade de Minnesota, EUA.

"O novo limite superior para o sinal devido a ondas gravitacionais até bem de acordo com o limite superior que obtivemos anteriormente com o Planck usando as flutuações de temperatura da CMB," comenta Brendan Crill, membro das equipas do Planck e da BICEP2 no JPL da NASA.

"O sinal das ondas gravitacionais pode ainda lá estar, temos é que continuar à procura."

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
18/03/2014 - Primeira evidência directa da inflacção cósmica

Notícias relacionadas:
ESA (comunicado de imprensa)
Artigo científico
NASA
Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica
Astronomy
Sky & Telescope
Universe Today
SPACE.com
PHYSORG
Nature
NewScientist
Science
science 2.0
ScienceNews
AstronomyNow
Discover
redOrbit
National Geographic
UPI
Discovery News
BBC News
Destak
Correio da Manhã
Diário de Notícias
Público
Visão
RTP

Universo:
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)

Radiação cósmica de fundo em micro-ondas:
Wikipedia

Observatório Planck:
ESA (ciência e tecnologia)
ESA (centro científico)
ESA (página de operações)
NASA
Wikipedia

BICEP2 e Keck Array:
Página oficial
Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica
Wikipedia

Este diagrama ilustra as condições observadas pela sonda Cassini da NASA durante uma passagem rasante em Dezembro de 2013, quando a magnetosfera de Saturno foi altamente comprimida, expondo Titã à força bruta do vento solar. Crédito: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

Investigadores que estudavam dados da missão Cassini da NASA observaram que a maior lua de Saturno, Titã, comporta-se muito como Vénus, Marte ou um cometa quando exposta ao poder bruto do vento solar. As observações sugerem que corpos desmagnetizados como Titã interagem com o vento solar basicamente na mesma forma, independentemente da sua natureza ou distância do Sol.

Titã é grande o suficiente e podia ser considerado um planeta caso orbitasse o Sol por si só. Uma passagem rasante pela lua gigante em Dezembro de 2013 simulou este cenário, a partir do ponto de vista da Cassini. O encontro foi único no âmbito da missão, já que foi a única vez que a nave espacial observou Titã num estado pristino, fora da região de espaço dominado pelo campo magnético de Saturno, a magnetosfera.

"Nós observámos que Titã interage com o vento solar em muitos aspetos como Marte, se o movêssemos para a distância de Saturno," afirma Cesar Bertucci do Instituto de Astronomia e Física Espacial em Buenos Aires, que liderou a investigação com colegas da missão Cassini. "Nós pensávamos que Titã, neste estado, pareceria diferente. Certamente ficámos surpreendidos," comenta.

O vento solar é um "vendaval" veloz de partículas carregadas que correm continuamente na direção oposta à do Sol, rodeando os planetas como ilhas num rio. O estudo dos efeitos do vento solar sobre os planetas ajuda os cientistas a compreender como a atividade do Sol afeta as suas atmosferas. Estes efeitos podem incluir a modificação da composição química de uma atmosfera, bem como a sua perda gradual para o espaço.

Titã passa cerca de 95% do tempo dentro da magnetosfera de Saturno. Mas durante uma passagem rasante da Cassini no dia 1 de Dezembro de 2013, a lua gigante encontrava-se no lado virado para o Sol (de Saturno) quando uma poderosa explosão de atividade solar atingiu o planeta. O forte aumento no vento solar comprimiu tanto a face da magnetosfera do "Senhor dos Anéis", virada para o Sol, que a orla da bolha exterior foi empurrada para dentro da órbita de Titã. Isto deixou a lua exposta, sem proteção, ao fluxo furioso de partículas solares energéticas.

Ao longo da última década da missão, a Cassini tem usado o seu magnetómetro (um instrumento semelhante a uma bússola extremamente sensível) para observar Titã, mas sempre dentro da magnetosfera de Saturno. A sonda não foi capaz de detetar um campo magnético em Titã. No seu estado normal, Titã está camuflado pelo campo magnético de Saturno.

Desta vez, a influência de Saturno não estava presente, permitindo com que o magnetómetro da Cassini observasse Titã enquanto interagia diretamente com o vento solar. Esta circunstância especial permitiu com que Bertucci e colegas estudassem a onda de choque que se formou em redor de Titã, quando o vento solar chocou com força total na atmosfera da lua.

Na Terra, o poderoso campo magnético age como um escudo contra o vento solar, ajudando a proteger a nossa atmosfera. No caso de Vénus, de Marte e dos cometas - nenhum dos quais é protegido por um campo magnético global - o vento solar rodeia os objetos, interagindo diretamente com as suas atmosferas (no caso dos cometas, com a sua cabeleira ou coma). A Cassini viu o mesmo em Titã.

Os cientistas pensavam que teriam de tratar a resposta de Titã em relação ao vento solar com uma abordagem única porque a composição química da espessa atmosfera da lua é altamente complexa. Mas as observações de Titã pela Cassini sugerem uma solução mais elegante. "Isto poderá significar que podemos usar as mesmas ferramentas para estudar como mundos muito diferentes, em partes diferentes do Sistema Solar, interagem com o vento do Sol," afirma Bertucci.

Bertucci referiu que a lista de corpos similarmente desmagnetizados pode incluir o planeta anão Plutão, que será visitado este ano e pela primeira vez pela sonda New Horizons da NASA.

"Depois de quase uma década em órbita, a missão Cassini revelou mais uma vez que o sistema de Saturno está cheio de surpresas," comenta Michele Dougherty, investigadora principal do magnetómetro da Cassini no Imperial College em Londres. "Após mais de uma centena de voos rasantes, finalmente encontrámos Titã ao vento solar, o que nos permitirá entender melhor como estas luas mantêm ou perdem as suas atmosferas."

A nova pesquisa foi publicada a semana passada na revista Geophysical Research Letters.

Links:

Notícias relacionadas:
NASA/JPL (comunicado de imprensa)
Artigo científico (arXiv.org)
Geophysical Research Letters
AstronomyNow
National Geographic

Vento solar:
NASA
SWPC/NOAA
Wikipedia

Titã:
Solarviews
Wikipedia

Sonda Cassini:
Página oficial (NASA)
Wikipedia

Saturno:
Solarviews
Wikipedia