24/06/16 - "SOLSTÍCIO DE JUNHO" + OBSERVAÇÃO ASTRONÓMICA NOTURNA
21:30 - Este evento inclui uma apresentação sobre o tema - “Solstício de Junho”, seguido de observação astronómica noturna com telescópio (dependente de meteorologia favorável).
Local: CCVAlg
Preço: 2€ - adultos, 1€ jovens (crianças até 12 anos grátis)
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Dia 17/06: 169.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1909, A. Kopff descobria o asteroide Hagar (682).
Em 1970, a tripulação da Soyuz 9, ao fim de 17 dias, quebra o anterior recorde (com cinco anos) de mais tempo passado no espaço.
Em 1985, lançamento da missão STS-51-G.

A bordo seguia o sultão Salman Al Saud da Arábia Saudita, o primeiro árabe, muçulmano e primeiro membro de uma família real no espaço.
Observações: Trânsito de Ganimedes, entre as 19:25 e as 22:56.
Eclipse de Io, entre as 19:58 e as 22:17.
A Lua, Marte e Saturno perfazem um grande triângulo achatado esta noite.

Dia 18/06: 170.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1178, 5 monges de Canterbury assistem à formação daquilo que provavelmente é a cratera Giordano Bruno.

Acredita-se que as atuais oscilações da distância da Lua (na ordem de metros) sejam resultado desta colisão.
Em 1799, nascia William Lassell, astrónomo inglês que descobriu Tritão, a maior lua de Neptuno, apenas 17 dias depois da descoberta do próprio planeta por Johann Gottfried Galle. Em 1848, codescobriu independentemente Hiperião, lua de Saturno. Em 1851, descobriu Ariel e Umbriel, luas de Urano. 
Em 1926, nascia Allan Rex Sandage, astrónomo americano, conhecido por determinar o primeiro valor razoavelmente preciso da constante de Hubble e da idade do Universo. É também o descobridor do primeiro quasar. 
Em 1983, Sally Ride tornava-se a primeira astronauta dos Estados Unidos no espaço. 
Em 2006, lançamento do primeiro satélite do Cazaquistão, o KazSat.  
Em 2009, era lançada a sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA.
Observações: Trânsito de Ganimedes, entre as 00:30 e as 03:54.
Eclipse de Calisto, entre as 00:43 e as 03:42.
Saturno e a Lua, quase Cheia, estão separados por menos de 3º no céu. Saturno está 3400 vezes mais distante que o nosso satélite natural.
Trânsito de Europa, entre as 23:31 e as 02:23.

Dia 19/06: 171.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 240 a.C. terá sido por volta deste dia que Eratóstenes  "mediu" a circumferência da Terra usando a sombra do Sol a duas latitudes diferentes, uma em Alexandria, a outra em Siena (atualmente Assuão).

Em 1976, a sonda Viking 1 entrava em órbita em torno de Marte após 10 meses de missão.
Observações: A Lua, Saturno e Marte formam hoje uma linha baixa a sudeste e sul depois do anoitecer.

Dia 20/06: 172.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1944, o foguetão V-2 torna-se no primeiro objeto artificial a atravessar o limite do espaço, a Linha de Kármán, com o lançamento V-177.
Em 1976, o módulo de aterragem da Viking 1 pousava em Marte.

Em 1990, era descoberto o asteroide Eureka.
Observações: Lua Cheia, pelas 12:02.
Eclipse de Europa, entre as 20:12 e as 23:02.
Solstício de verão, pelas 23:34.

As ondas gravitacionais estão a passar constantemente pela Terra, só que até as mais fortes têm um efeito minúsculo e as fontes estão geralmente a grandes distâncias. Por exemplo, a primeira deteção de ondas gravitacionais, que viajaram mil milhões de anos-luz, "esticaram" o comprimento do braço de 4 km do LIGO por 1/10.000 do diâmetro de um protão. Proporcionalmente falando, este valor é equivalente a esticar a distância à estrela mais próxima para lá do Sistema Solar (Proxima Centauro) pela espessura de um cabelo.

Pela segunda vez, cientistas detetaram diretamente ondas gravitacionais - ondulações através do tecido do espaço-tempo, criadas por eventos cataclísmicos extremos no Universo distante. A equipa determinou que a incrivelmente fraca ondulação que eventualmente chegou à Terra foi produzida por dois buracos negros que colidiram a metade da velocidade da luz, a 1,4 mil milhões de anos-luz de distância.

Os cientistas detetaram as ondas gravitacionais usando os interferómetros gémeos LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), localizados em Livingston, Louisiana, e em Hanford, Washington, no dia 26 de dezembro de 2015 às 03:38 UTC. Ambos os detetores, separados por mais de 3000 km, detetaram um sinal muito fraco por entre o ruído ambiente.

Embora a primeira deteção do LIGO, divulgada no dia 11 de fevereiro, tenha produzido um pico claro nos dados, este segundo sinal foi bastante mais subtil e menos profundo, quase totalmente enterrado nos dados. Usando técnicas avançadas de análise de dados, a equipa determinou que, de facto, sinalizava uma onda gravitacional.

Esta ilustração mostra a fusão de dois buracos negros e as ondas gravitacionais que ondulam para fora enquanto os buracos negros espiralam na direção um do outro. Os buracos negros - que representam aqueles detetados pelo LIGO no dia 26 de dezembro de 2015 - tinham 14 e 8 vezes a massa do Sol, até que se fundiram, formando um único buraco negro com 21 vezes a massa do Sol. Na realidade, a área perto dos buracos negros apareceria altamente perturbada, e as ondas gravitacionais seriam demasiado pequenas para se ver. Crédito: T. Pyle/LIGO (clique na imagem para ver versão maior)

Os investigadores calcularam que a onda gravitacional surgiu da colisão de dois buracos negros, com 14,2 e 7,5 vezes a massa do Sol. O sinal captado pelos detetores LIGO engloba os momentos finais antes da fusão dos buracos negros: para aproximadamente o segundo final, enquanto o sinal foi detetável, os buracos negros giraram um em torno do outro 55 vezes, aproximando-se de metade da velocidade da luz, antes de se fundirem numa colisão que libertou uma quantidade incrível de energia sob a forma de ondas gravitacionais, equivalente à massa do Sol. Este cataclismo, que ocorreu há 1,4 mil milhões de anos atrás, produziu um buraco negro mais massivo com 20,8 vezes a massa do Sol.

Esta segunda deteção de ondas gravitacionais, que mais uma vez confirma a teoria da relatividade geral de Einstein, testou com sucesso a capacidade do LIGO em detetar sinais gravitacionais extremamente subtis.

"Fizemo-lo novamente," afirma Salvatore Vitale, cientista do Instituto Kavli para Astrofísica e Investigação Espacial do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e membro da equipa LIGO. "O primeiro evento foi tão bonito que quase nem acreditámos. Agora, o facto de termos visto outra onda gravitacional prova que, realmente, estamos a observar uma população de buracos negros binários no Universo. Sabemos que vamos ver muitos destes com frequência suficiente para realizar ciência interessante."

Os cientistas, como parte da Colaboração Científica LIGO e da Colaboração Virgo, publicaram os seus resultados anteontem na revista Physical Review Letters.

Encontrando uma correspondência

Os dois interferómetros LIGO, cada com 4 quilómetros de comprimento, estão concebidos de tal forma que cada detetor deve esticar-se por uma quantidade ínfima caso uma onda gravitacional os atravesse. No dia 14 de setembro de 2015, os detetores captaram o primeiro sinal de uma onda gravitacional, que esticou cada um por tão pouco quanto uma fração do diâmetro de um protão. Apenas quatro meses depois, no dia 26 de dezembro, o LIGO registou um segundo sinal, que esticou os detetores por um valor ainda menor.

"Quando detetámos o primeiro sinal, era tão curto e ruidoso que podíamos ver nos dados esta bonita faixa," comenta Vitale. "Com este novo evento, é totalmente diferente. Não foi fácil de ver. Está totalmente enterrado dentro do ruído."

Este gráfico mostra a onda gravitacional detetada pelo LIGO no passado mês de dezembro de 2015. Crédito: LIGO (clique na imagem para ver versão maior)

Para desembaraçar o sinal e determinar se era de facto uma onda gravitacional ou se era simplesmente ruído dos próprios detetores, os cientistas utilizaram filtros, uma técnica de processamento de sinal que permite com que os cientistas "vasculhem" o ruído LIGO à procura de sinais com ondulações ou padrões conhecidos.

Neste caso, a equipa reuniu um banco com centenas de milhares de ondulações conhecidas, cada uma correspondendo a diferentes massas e rotações de buracos negros. Em seguida, os cientistas compararam os dados LIGO com cada das ondulações no banco, à procura de correspondências.

Com alguma análise adicional, chamada estimativa de parâmetros, descobriram que o mesmo sinal, detetado em ambos os interferómetros, correspondia a um único cenário: a fusão de dois buracos negros com 14,2 e 7,5 massas solares, respetivamente, colidindo a 1,4 mil milhões de anos-luz de distância. Os buracos negros em colisão são menos massivos que aqueles que produziram o primeiro sinal de onda gravitacional. As massas dos recém-detetados buracos negros são também mais representativas dos buracos negros que os astrónomos observam no Universo.

"De certa forma, isto é agradável e reconfortante - significa que podemos estudar a mesma população que observamos na astronomia tradicional," explica Lisa Barsotti, investigadora do Kavli do MIT e membro da equipa LIGO. "Esta é uma nova era da astronomia, e agora nós podemos realmente estudar o Universo de formas que nunca imaginámos poder fazer antes."

Alcançando o passado

Nos seus primeiros quatros meses, os detetores LIGO detetaram dois sinais de ondas gravitacionais, produzidas pela colisão de dois pares de buracos negros muito diferentes. David Shoemaker, que liderou a equipa que construiu os detetores, nota que "o observatório está atualmente offline e a sofrer atualizações para melhorar a sua sensibilidade, e espera-se que comece a sua próxima campanha de observações no outono," quando os cientistas antecipam detetar ainda mais ondas gravitacionais e eventos astrofísicos extremos.

"Estamos a transitar muito rapidamente de um evento a cada poucos meses, para vários por mês," acrescenta Vitale. "Seremos também capazes de ver objetos ainda mais distantes no espaço e no tempo."

Vista aérea do LIGO em Livingston, no estado americano do Louisiana. Crédito: Caltech/Laboratório LIGO (clique na imagem para ver versão maior)

Com mais deteções, a equipa espera responder a uma questão central: como é que os buracos negros se fundem? Os astrónomos têm duas hipóteses possíveis. À medida que os buracos negros "nascem" a partir da explosão de estrelas, uma postula que duas dessas estrelas podem ter orbitado uma em redor da outra anteriormente, antes de colapsarem para buracos negros que permaneceram juntos, orbitando cada vez mais perto antes de finalmente se fundirem. A outra hipótese sugere que dois buracos negros independentes, que habitam uma população densa de buracos negros, podem tornar-se gravitacionalmente ligados e eventualmente fundir-se.

"Estes cenários são extremamente diferentes e uma coisa que queremos fazer no futuro é saber o que acontece mais frequentemente," afirma Vitale. "Nós vamos ter que esperar por mais deteções para começar a fazer estas descobertas astrofísicas interessantes."

No outono, quando o LIGO voltar a funcionar, terá ajuda adicional do Virgo, um terceiro interferómetro localizado perto de Pisa, Itália, que irá detetar ondas gravitacionais com um detetor de 3 km de comprimento. Os cientistas do LIGO, incluindo Barsotti, estão também a trabalhar num projeto que é ainda mais sensível que o LIGO, na esperança de observar os primeiros eventos do Universo.

"As ondas gravitacionais são a única maneira que conhecemos, atualmente, de o fazer," realça. "Porque o Universo é muito opaco à luz para os seus primeiros 380.000 anos. Mas as ondas gravitacionais podem passar, e são a nossa única potencial ferramenta para realmente investigar o início do tempo."

"Como pode imaginar, para a maioria de nós, estas deteções têm um impacto muito forte nas nossas vidas, porque há muito tempo que esperávamos por elas. Estes últimos meses têm sido incríveis," conclui Barsotti.

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
12/02/2016 - Detetadas ondas gravitacionais 100 anos após a previsão de Einstein

Notícias relacionadas:
LIGO Caltech (comunicado de imprensa)
LSC/Virgo (sumário)
MIT News (comunicado de imprensa)
Stanford News (comunicado de imprensa)
Instituto de Tecnologia de Rochester (comunicado de imprensa)
Artigo científico (Physical Review Letters)
Vídeo da conferência de imprensa sobre a descoberta (AAS)
Conversão áudio das deteções LIGO (mp3)
Os sinais de ondas gravitacionais convertidos para som (YouTube)
LIGO deteta novamente ondas gravitacionais (YouTube)
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Ondas gravitacionais:
Wikipedia
Deteção do LIGO - Wikipedia
Ondas gravitacionais: como distorcem o espaço - Universe Today
Detetores: como funcionam - Universe Today
As fontes de ondas gravitacionais - Universe Today
A primeira deteção das ondas gravitacionais (YouTube)
O que é uma onda gravitacional (YouTube)

LIGO:
Página oficial
Caltech
Advanced LIGO
Wikipedia

O ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) detetou a molécula orgânica de álcool metílico (metanol) no disco protoplanetário de TW Hydrae. Esta é a primeira vez que se deteta tal composto num disco de formação planetária jovem. O metanol é a única molécula orgânica complexa detetada até agora em discos, que deriva inequivocamente de uma forma gelada. A sua deteção ajuda os astrónomos a compreender os processos químicos que ocorrem durante a formação de sistemas planetários e que, em última instância, levam à criação dos ingredientes necessários à vida.

O disco protoplanetário em torno da jovem estrela TW Hydrae é o disco mais próximo da Terra que se conhece, situando-se a uma distância de apenas 170 anos-luz. Como tal é um alvo ideal para os astrónomos estudarem este tipo de objetos. O sistema assemelha-se bastante ao que os astrónomos pensam que terá sido o Sistema Solar durante a sua formação, há mais de 4 mil milhões de anos atrás.

O ALMA é o mais poderoso observatório que existe atualmente para mapear a composição química e a distribuição de gás frio em discos próximos. Estas capacidades únicas foram utilizadas por um grupo de astrónomos liderados por Catherine Walsh (Observatório de Leiden, Holanda) para investigar a química do disco protoplanetário de TW Hydrae.

Esta impressão artística mostra o disco protoplanetário mais próximo conhecido, situado em torno da estrela TW Hydrae na enorme constelação da Hidra. O ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) descobriu a molécula orgânica de álcool metílico neste disco. Esta é a primeira deteção deste composto num disco jovem de formação planetária. Crédito: ESO/M. Kornmesser (clique na imagem para ver versão maior)

As observações ALMA revelaram pela primeira vez as impressões digitais do álcool metílico gasoso, ou metanol (CH₃OH), num disco protoplanetário. O metanol, um derivado do metano, é uma das maiores moléculas orgânicas complexas detetadas em discos, até à data. Identificar a sua presença em objetos pré-planetários representa um marco importante para compreender como é que as moléculas orgânicas são incorporadas nos planetas em nascimento.

Adicionalmente, o metanol é ele próprio um bloco constituinte de espécies mais complexas de importância pré-biótica fundamental, como os compostos dos aminoácidos. Por tudo isto, o metanol desempenha um papel vital na criação da química orgânica rica necessária à vida.

Catherine Walsh, autora principal deste estudo, explica: "Encontrar metanol num disco protoplanetário mostra a capacidade única do ALMA em investigar o complexo reservatório orgânico gelado dos discos, permitindo-nos pela primeira vez olhar para trás no tempo, para a origem da complexidade química numa maternidade planetária em torno de uma estrela jovem do tipo do Sol."

A existência de metanol gasoso num disco protoplanetário tem uma importância única em astroquímica. Enquanto outras espécies detetadas no espaço são formadas apenas pela química de fase gasosa, ou então por uma combinação das fases gasosa e sólida, o metanol é um composto orgânico complexo, que é formado apenas na fase gelada através de reações na superfície de grãos de poeira.

A visão apurada do ALMA permitiu igualmente aos astrónomos mapear o metanol gasoso no disco de TW Hydrae, revelando um padrão em forma de anel, para além da emissão significativa com origem próximo da estrela central.

A observação do metanol na fase gasosa, combinada com informação sobre a sua distribuição, sugere que o metanol se terá formado nos grãos gelados do disco, tendo sido subsequentemente libertado sob a forma gasosa. Esta primeira observação ajuda a clarificar o mistério da transição gelo-gás do metanol e, mais geralmente, os processos químicos em ambientes astrofísicos.

Ryan A. Loomis, um coautor do estudo, acrescenta: "A existência de metanol gasoso no disco é um indicador inequívoco de processos químicos orgânicos ricos numa fase inicial de formação estelar e planetária. Este resultado é importante no sentido de compreendermos como é que a matéria orgânica se acumula em sistemas planetários muito jovens."

Esta primeira deteção de sucesso do metanol gasoso frio num disco protoplanetário significa que a produção de química gelada pode agora ser explorada nos discos, abrindo caminho para futuros estudos de química orgânica complexa em locais de formação planetária. Os astrónomos têm agora acesso a uma nova e poderosa ferramenta na busca de exoplanetas que possam albergar vida.

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
01/04/2016 - Imagem ALMA mais detalhada de sempre de um disco protoplanetário
23/07/2013 - Neve num sistema planetário bebé
18/06/2013 - Hubble descobre evidências de formação planetária mais longínqua de qualquer estrela
01/02/2013 - Estrelas podem ser mães em idade avançada
21/10/2011 - Herschel detecta água abundante em disco de formação planetária

Notícias relacionadas:
ESO (comunicado de imprensa)
Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
SPACE.com
Science alert
(e) Science News
PHYSORG
ScienceDaily
AstroPT

Álcool metílico:
Wikipedia

TW Hydrae:
Wikipedia

Discos protoplanetários:
Wikipedia

Planetas extrasolares:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

ALMA:
Página principal
ALMA (NRAO)
ALMA (NAOJ)
ALMA (ESO)
Wikipedia

ESO:
Página oficial
Wikipedia

Fotografia da estrela CVSO 30 e do recém-descoberto exoplaneta CVSO 30c à sua esquerda. Crédito: ESO/Schmidt et al. (clique na imagem para ver versão maior)

Os astrónomos procuram planetas em órbita de outras estrelas (exoplanetas) através de uma variedade de métodos. Um desses métodos é a imagem direta, o qual se revela particularmente eficaz para planetas que se encontram em órbitas largas em torno de estrelas jovens, uma vez que a luz do planeta não é ofuscada pela radiação emitida pela estrela hospedeira, sendo por isso mais fácil de detetar.

Esta imagem demonstra esta técnica. Nela podemos ver a estrela T-Tauri chamada CVSO 30, situada a aproximadamente 1200 anos-luz de distância da Terra no grupo 25 Orionis (ligeiramente a noroeste da famosa cintura de Orionte). Em 2012, os astrónomos descobriram que CVSO 30 alberga um exoplaneta (CVSO 30b), usando um método de deteção conhecido por fotometria de trânsito, no qual a radiação emitida pela estrela apresenta uma diminuição observável quando o planeta passa à sua frente. Agora, os astrónomos voltaram a observar este sistema com vários telescópios. O estudo combinou observações obtidas com o VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile, o Observatório W. M. Keck no Hawaii e o Observatório de Calar Alto em Espanha.

Usando estes dados, os astrónomos obtiveram uma imagem do que é provavelmente um segundo planeta! Para criar a imagem foi explorada a astrometria fornecida pelos instrumentos NACO e SINFONI montados no VLT.

O novo exoplaneta agora descoberto, chamado CVSO 30c, é o pequeno ponto em cima e à esquerda na imagem (a mancha maior é a estrela propriamente dita). Apesar do planeta anteriormente detetado (CVSO 30b) orbitar muito próximo da estrela, completando uma volta em torno de CVSO 30 em pouco menos de 11 horas, a uma distância orbital de 0,008 UA, CVSO 30c orbita significativamente mais longe, a uma distância de 660 UA e demorando uns longos 27.000 anos a completar uma única órbita. (Para referência e em termos de comparação, o planeta Mercúrio orbita o Sol a uma distância média de 0,39 UA, enquanto Neptuno se situa a cerca de 30 UA do Sol).

Se se confirmar que CVSO 30c orbita de facto CVSO 30, então este pode ser o primeiro sistema estelar que alberga tanto um exoplaneta próximo detetado pelo método de trânsito, como um exoplaneta muito afastado detetado por imagem direta. Os astrónomos ainda estão a explorar como é que um sistema tão exótico se formou numa escala de tempo tão curta, já que a estrela tem apenas 2,5 milhões de anos de idade; é possível que os dois planetas tenham interagido em alguma altura no passado, afastando-se depois um do outro e terminando nas suas atuais órbitas extremas.

Links:

Notícias relacionadas:
ESO (comunicado de imprensa)
Artigo científico (arXiv.org)
SPACE.com
spaceref
The Verge
AstroPT

CVSO 30:
Wikipedia
Simbad
Exoplanet.eu (CVSO 30c)

Planetas extrasolares:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

VLT:
Página oficial
Wikipedia

ESO:
Página oficial
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Observatório W. M. Keck:
Página oficial
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Observatório Calar Alto:
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