30/09/16 - APRESENTAÇÃO ÀS ESTRELAS + OBSERVAÇÃO COM TELESCÓPIO
20:00 - Este evento inclui uma apresentação sobre um tema a determinar, seguido de observação astronómica noturna com telescópio (dependente de meteorologia favorável).
Local: CCVAlg
Preço: 2€ - adultos, 1€ jovens (crianças até 12 anos grátis)
Pré-inscrição: siga este link
Telefone: 289 890 922
E-mail: info@ccvalg.pt

Dia 16/09: 260.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1996, lançamento da missão STS-79 do vaivém Atlantis.

Observações: Lua Cheia, pelas 20:05.
Eclipse lunar penumbral, entre as 17:54 e as 21:53 (hora portuguesa). Visível na Europa, África, Ásia e Austrália.

Dia 17/09: 261.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1789, William Herschel descobre a Lua de Saturno, Mimas.

Em 1976, era apresentado pela NASA o primeiro Space Shuttle (ou vaivém espacial), Enterprise.
Observações: A Lua brilha para baixo do Grande Quadrado de Pégaso. A partir do canto inferior, prolongra-se uma linha longa de três estrelas de 2.ª magnitude, direcionada para baixo e para a esquerda, que marcam a cabeça, a coluna e a perna da constelação de Andrómeda. A linha de três estrelas inclui o canto do Quadrado.
Para cima e para a esquerda do fim desta linha, encontrará a constelação de Cassiopeia.

Dia 18/09: 262.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1959, a Vanguard 3 é lançada para órbita terrestre.
Em 1977, a Voyager 1 tira a primeira fotografia da Terra e da Lua juntas. 
Em 1980, a Soyuz 38 transporta 2 cosmonautas (1 cubano) para a estação espacial Salyut 6.
Em 2013, lançamento da Cygnus Orb-D1.

Observações: Arcturo é a estrela mais brilhante bem alta a oeste após o anoitecer. É uma gigante laranja a 37 anos-luz de distância. Para a sua direita está a Ursa Maior, cuja maioria das estrelas está situada a cerca de 80 anos-luz de distância.

Dia 19/09: 263.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1988, Israel lança o seu primeiro satélite, o Ofeq 1.

Observações: Aproveite a noite para observar, telescopicamente, os planetas Marte e Saturno, baixos a sul-sudoeste. Já que está apontado nessa direção, aproveite para observar os famosos objetos de Messier situados nas constelações de Sagitário e Escorpião.

Existem mais de 187.000 kg de objetos artificais na Lua: restos de missões e sondas. Consulte aqui a lista.

Uma vista de todo o céu de estrelas na nossa Galáxia - a Via Láctea - e galáxias vizinhas, com base no primeiro ano de observações do satélite Gaia da ESA, desde julho de 2014 até setembro de 2015. Este mapa mostra a densidade de estrelas observadas pelo Gaia em cada porção do céu. Regiões mais brilhantes indicam concentrações mais densas de estrelas, enquanto regiões mais escuras correspondem a zonas do céu onde são observadas menos estrelas. A Via Láctea é uma galáxia espiral, com a maioria das suas estrelas a residir num disco com aproximadamente 100.000 anos-luz de diâmetro e cerca de 1000 anos-luz de espessura. Esta estrutura é visível no céu como o Plano Galáctico - a porção mais brilhante desta imagem - que está posicionada horizontalmente e é especialmente brilhante no centro. As regiões mais escuras do Plano Galáctico correspondem a nuvens densas de gás e poeira interestelar que absorvem a luz estelar ao longo da linha de visão. Muitos enxames abertos e globulares - agrupamentos de estrelas mantidas juntas pela sua gravidade mútua - estão também espalhados pela imagem. Os enxames globulares, grandes conjuntos de centenas de milhares até milhões de estrelas velhas, são principalmente encontrados no halo da Via Láctea, uma estrutura aproximadamente esférica com um raio de mais ou menos 100.000 anos-luz e por isso são visíveis na imagem. Os enxames abertos são aglomerados mais pequenos com centenas até milhares de estrelas e encontram-se principalmente no Plano Galáctico. Os dois objetos brilhantes perto do canto inferior direito da imagem são as Grande e Pequena Nuvem de Magalhães, duas galáxias anãs que orbitam a Via Láctea. Também são visíveis outras galáxias próximas, principalmente Andrómeda (também conhecida como M31), a maior vizinha galáctica da Via Láctea, em baixo e à esquerda da imagem. Por baixo de Andrómeda está a sua galáxia satélite, M33 ou Galáxia do Triângulo. Na imagem estão presentes vários artefactos. Estas características curvas e listas mais escuras não são de origem astronómica mas, ao invés, refletem o processo de digitalização do Gaia. Tendo em conta que este mapa é baseado em observações recolhidas durante o primeiro ano da missão, o estudo ainda não é uniforme em todo o céu. Estes artefactos irão gradualmente desaparecer à medida que mais dados são recolhidos durante os cinco anos da missão. Crédito: ESA/Gaia/DPAC; reconhecimento - A. Moitinho & M. Barros (CENTRA - Universidade de Lisboa), em nome do DPAC (clique na imagem para ver versão maior; versões de ainda mais alta-resolução disponíveis aqui)

O primeiro catálogo do satélite Gaia da ESA de mais de mil milhões de estrelas foi publicado anteontem - a maior pesquisa de objetos celestes por todo o céu até à data.

A caminho de reunir o mais detalhado mapa 3D alguma vez composto da nossa Via Láctea, o Gaia já determinou a posição precisa no céu e o brilho de 1142 milhões de estrelas.

Como uma 'degustação' do catálogo mais rico que virá ainda num futuro próximo, o lançamento de passado dia 14 apresenta as distâncias e os movimentos através do céu de mais de dois milhões de estrelas.

"O Gaia está na vanguarda da astrometria, cartografando o céu com precisões que nunca antes foram alcançadas", diz Álvaro Giménez, Diretor de Ciência da ESA.

"A publicação de hoje dá-nos uma primeira impressão dos dados extraordinários que nos esperam e que irão revolucionar a nossa compreensão de como as estrelas estão distribuídas e se movem por toda a nossa Galáxia."

Lançado há 1000 dias atrás, o Gaia iniciou os seus trabalhos científicos em julho de 2014. Esta primeira versão é baseada nos dados recolhidos durante os seus primeiros 14 meses de rastreamento do céu, até setembro de 2015.

"O bonito mapa que estamos a publicar hoje mostra a densidade de estrelas medida pelo Gaia por todo o céu, e confirma que foram recolhidos excelentes dados durante o seu primeiro ano de operações", diz Timo Prusti, cientista do projeto Gaia na ESA.

As riscas e outros artefactos na imagem refletem como o Gaia rastreia o céu, e irão gradualmente desaparecer à medida que mais rastreamentos forem feitos durante a missão de cinco anos.

Impressão de artista do Gaia a mapear as estrelas da Via Láctea. Crédito: ESA/ATG medialab; fundo - ESO/S. Brunier (clique na imagem para ver versão maior)

"O satélite está a funcionar bem e demonstrámos que é possível lidar com a análise de mil milhões de estrelas. Embora os dados atuais sejam preliminares, queríamos torná-los disponíveis para que a comunidade de astronomia os possa utilizar o mais rápido possível", acrescenta o Dr. Prusti.

Transformar a informação em bruto em posições estelares úteis e confiáveis para um nível de precisão nunca antes possível é um procedimento extremamente complexo, confiada a uma cooperação pan-Europeia de cerca de 450 cientistas e engenheiros de programação informática: o Consórcio de Processamento e Análise de Dados de Gaia, ou DPAC (Data Processing and Analysis Consortium).

"A publicação de hoje é o resultado de um trabalho de colaboração meticuloso levado a cabo na última década", diz Anthony Brown da Universidade de Leiden, Países Baixos, e presidente do consórcio.

"Juntamente com especialistas de várias disciplinas, tivemos de nos preparar antes mesmo do início das observações, depois tratámos os dados, transformámo-los em produtos astronómicos significativos e validámos o seu conteúdo científico."

Para além de processar o catálogo completo de mil milhões de estrelas, os cientistas analisaram em detalhe os cerca de dois milhões de estrelas em comum entre os resultados do primeiro ano de Gaia e os Catálogos anteriores do Hipparcos e Tycho-2, ambos derivados da missão Hipparcos da ESA, que cartografou o céu há mais de duas décadas atrás.

Ao combinar os dados do Gaia com informações a partir desses catálogos menos precisos, foi possível começar a desembaraçar os efeitos de 'paralaxe' e 'movimento próprio', mesmo a partir do primeiro ano de observações. Paralaxe é um pequeno movimento na posição aparente de uma estrela causada pelo movimento anual da Terra em torno do Sol e depende da distância de uma estrela até nós, enquanto o movimento próprio é devido ao movimento físico das estrelas através da Galáxia.

Desta forma, os cientistas foram capazes de estimar distâncias e movimentos para os dois milhões de estrelas espalhados por todo o céu na combinação 'Solução Astrométrica Tycho–Gaia', ou TGAS (Tycho–Gaia Astrometric Solution).

Este novo catálogo é duas vezes mais preciso e contém quase 20 vezes tantas estrelas como a anterior referência definitiva para a astrometria, o catálogo Hipparcos.

Como parte do seu trabalho em validar o catálogo, os cientistas DPAC têm realizado um estudo sobre aglomerados estelares abertos - grupos de estrelas relativamente jovens que nasceram juntas - que demonstra claramente a melhoria permitida pelos novos dados.

Versão anotada do mapa de estrelas da Via Láctea. Crédito: ESA/Gaia/DPAC; reconhecimento - A. Moitinho & M. Barros (CENTRA - Universidade de Lisboa), em nome do DPAC (clique na imagem para ver versão maior; versões de ainda mais alta-resolução disponíveis aqui)

"Com o Hipparcos, só pudemos analisar a estrutura 3D e dinâmica de estrelas nas Híades, o aglomerado aberto mais próximo do Sol, e medir distâncias para cerca de 80 aglomerados até 1600 anos-luz de nós", diz Antonella Vallenari do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) e do Observatório Astronómico de Pádua, Itália.

"Mas, com os primeiros dados do Gaia, é agora possível medir as distâncias e movimentos de estrelas em cerca de 400 aglomerados de até 4800 anos-luz de distância.

Para os 14 aglomerados abertos mais próximos, os novos dados revelam muitas estrelas surpreendentemente longe do centro do aglomerado-progenitor, provavelmente fugindo para preencher outras regiões da Galáxia."

Muitos mais aglomerados estelares serão descobertos e analisados em maior detalhe com os extraordinários dados que o Gaia continua a recolher e que serão publicados nos próximos anos.

O novo censo estelar contém também 3194 estrelas variáveis, estrelas que ritmicamente aumentam e diminuem de tamanho, levando a mudanças periódicas de brilho.

Muitas das variáveis observadas pelo Gaia encontram-se na Grande Nuvem de Magalhães, um dos nossos vizinhos galácticos, uma região que foi digitalizada várias vezes durante o primeiro mês de observações, permitindo uma medição precisa da mudança do seu brilho.

Detalhes sobre as variações de brilho destas estrelas, 386 das quais são novas descobertas, encontram-se publicadas como parte do lançamento, juntamente com um primeiro estudo para testar o potencial dos dados.

"Estrelas variáveis, tais como Cefeidas e RR Lyraes, são indicadores valiosos de distâncias cósmicas", explica Gisella Clementini do INAF e do Observatório Astronómico de Bolonha, Itália.

"Enquanto a paralaxe é usada diretamente para medir distâncias de grandes amostras de estrelas na Via Láctea, as estrelas variáveis fornecem um passo indireto, mas crucial na nossa 'escala de distância cósmica', o que nos permite estendê-la a galáxias distantes".

Isto é possível porque alguns tipos de estrelas variáveis são especiais. Por exemplo, no caso das estrelas cefeidas, quanto mais brilhantes são intrinsecamente, mais lenta será a variação no seu brilho. O mesmo é verdade para as RR Lyrae quando observadas à luz infravermelha. O padrão de variabilidade é fácil de medir e pode ser combinado com o brilho aparente de uma estrela para inferir o seu verdadeiro brilho.

É aqui que o Gaia entra em cena: no futuro, os cientistas serão capazes de determinar distâncias muito precisas para uma grande amostra de estrelas variáveis através de medições de paralaxe do Gaia. Com estas medições, os cientistas irão calibrar e melhorar a relação entre o período e o brilho dessas estrelas, e aplicá-lo para medir distâncias para além da nossa Galáxia. Uma aplicação preliminar dos dados do TGAs parece ser muito promissora.

"Isto é apenas o começo: nós medimos a distância à Grande Nuvem de Magalhães para testar a qualidade dos dados, e obtivemos uma amostra das melhorias dramáticas que o Gaia trará em breve para a nossa compreensão de distâncias cósmicas", acrescenta o Dr. Clementini.

Conhecer as posições e movimentos das estrelas no céu com uma surpreendente precisão é uma parte fundamental do estudo das propriedades e dos antecedentes da Via Láctea e para medir distâncias a estrelas e galáxias, mas tem também uma variedade de aplicações mais perto de casa - por exemplo, no Sistema Solar.

No dia 19 de julho de 2016, Plutão passou em frente da ténue estrela UCAC4 345-180315, oferecendo uma rara oportunidade para estudar a atmosfera do planeta anão à medida que a estrela desapareceu gradualmente e depois reapareceu atrás de Plutão. A imagem mostra a estrela e Plutão, cinco minutos antes do evento (topo), a passagem de Plutão em frente da estrela (centro) e em seguida a estrela e Plutão, cinco minutos após o evento (baixo). Esta ocultação estelar foi apenas visível a partir de uma estreita faixa que se estende por toda a Europa, semelhante ao caminho total que um eclipse solar estabelece na superfície do nosso planeta. O conhecimento preciso da posição da estrela foi crucial para apontar os telescópios na Terra; assim, a excecional publicação antecipada da posição da estrela pelo Gaia, que foi 10 vezes mais precisa do que anteriormente disponível, foi fundamental para a monitorização bem-sucedida deste evento raro. Os astrónomos observaram o evento usando telescópios por toda a Europa, Médio Oriente e norte de África. Para melhor analisar os dados, também foram ajudados por uma melhor determinação da órbita de Plutão após a passagem da missão New Horizons da NASA pelo planeta anão em 2015. Os primeiros resultados sugerem uma pausa no intrigante aumento da pressão da ténue atmosfera de Plutão, algo que tem sido registado desde 1988, apesar do planeta anão se estar a afastar do Sol, o que sugere uma queda de pressão devido ao arrefecimento da atmosfera. Crédito: B. Sicardy (LESIA, Observatório de Paris, França), P. Tanga (Observatoire de la Côte d'Azur, Nice, França), A. Carbognani (Osservatorio Astronomico Valle d'Aosta, Itália), Rodrigo Leiva (LESIA, Observatório de Paris) (clique na imagem para ver versão maior)

Em julho, Plutão passou à frente de uma estrela distante e fraca, oferecendo uma rara oportunidade para estudar a atmosfera do planeta anão à medida que a estrela desapareceu gradualmente e depois reapareceu atrás de Plutão.

Esta ocultação estelar foi apenas visível a partir de uma estreita faixa que se estende por toda a Europa, semelhante ao caminho total que um eclipse solar estabelece na superfície do nosso planeta. O conhecimento preciso da posição da estrela foi crucial para apontar os telescópios na Terra; assim, a excecional publicação antecipada da posição da estrela pelo Gaia, que foi 10 vezes mais precisa do que anteriormente disponível, foi fundamental para a monitorização bem-sucedida deste evento raro.

Os primeiros resultados sugerem uma pausa no intrigante aumento da pressão da ténue atmosfera de Plutão, algo que tem sido registado desde 1988, apesar do planeta anão se estar a afastar do Sol, o que sugere uma queda de pressão devido ao arrefecimento da atmosfera.

"Estes três exemplos demonstram como os presentes e futuros dados do Gaia irão revolucionar todas as áreas da astronomia, permitindo-nos investigar o nosso lugar no Universo, da nossa vizinhança local, o Sistema Solar, em escalas cosmológicas Galácticas ou até mesmo maiores," explica o Dr. Brown.

Esta primeira versão de dados mostra que a missão está no bom caminho para atingir o seu objetivo final: cartografar as posições, distâncias e movimentos de mil milhões de estrelas - cerca de 1% do conteúdo estelar da Via Láctea - em três dimensões e numa precisão sem precedentes.

"O caminho percorrido até hoje não aconteceu sem obstáculos: o Gaia encontrou um número de desafios técnicos e foi necessário um extenso esforço de colaboração para aprender a lidar com eles", diz Fred Jansen, gerente da missão Gaia da ESA.

"Mas agora, 1000 dias após o lançamento e graças ao grande trabalho de todos os envolvidos, estamos entusiasmados para apresentar este primeiro conjunto de dados e estamos ansiosos para a próxima versão, que vai desencadear o potencial do Gaia para explorar nossa Galáxia como nunca antes visto."

Pode aceder aos dados da primeira publicação do Gaia em: http://archives.esac.esa.int/gaia

Links:

Cobertura da missão Gaia pelo Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
28/08/2015 - O primeiro ano de observações científicas do Gaia
07/07/2015 - Contando estrelas com o Gaia
21/01/2014 - Dados do Gaia-ESO mostram que Via Láctea pode ter sido formada de dentro para fora
20/12/2013 - Lançamento do Observatório Gaia

Notícias relacionadas:
ESA (comunicado de imprensa)
Conferência de imprensa do anúncio dos resultados (ESA via YouTube)
Como o Gaia "varre" o céu (vídeo - ESA)
Do Sistema Solar ao Enxame das Híades (vídeo - ESA)
Artigos científicos que descrevem os resultados (Astronomy & Astrophysics)
Science
The Planetary Society
Sky & Telescope
SPACE.com
ScienceDaily
redOrbit
Scientific American
Science alert
New Scientist
PHYSORG
Popular Science
National Geographic
BBC News
sky NEWS
UPI
The Verge
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RTP
tvi24
Correio da Manhã
Jornal de Notícias
Observador
ZAP.aeiou

Gaia:
ESA
ESA - 2
Arquivo de dados do Gaia
SPACEFLIGHT101
Wikipedia

Satélite Hipparcos:
ESA
Wikipedia

Via Láctea:
Núcleo de Astronomia do CCVAlg
Wikipedia
SEDS

Paralaxe:
Wikipedia
Paralaxe estelar (Wikipedia)

Usando o Observatório de raios-X Chandra da NASA, cientistas fizeram as primeiras deteções de raios-X oriundos de Plutão. Estas observações oferecem novas informações sobre o ambiente espacial em redor do maior e mais bem conhecido objeto nas regiões ultraperiféricas do Sistema Solar.

Enquanto a sonda New Horizons da NASA viajava a alta velocidade em direção e depois para lá de Plutão, o Chandra foi apontado várias vezes para o planeta anão e para as suas luas, recolhendo dados sobre Plutão para que as missões os pudessem comparar depois do "flyby". Cada vez que o Chandra era apontado para Plutão - quatro vezes ao todo, entre fevereiro de 2014 e agosto de 2015 - detetou raios-X de baixa energia oriundos do planeta anão.

A primeira deteção de raios-X em Plutão foi feita pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA em conjunto com observações da nave New Horizons da NASA. Crédito: raios-X - NASA/CXC/JHUAPL/R. McNutt et al; ótico - NASA/JHUAPL (clique na imagem para ver versão maior)

Plutão é o maior objeto da Cintura de Kuiper, um anel ou cintura que contém uma vasta população de pequenos corpos em órbita do Sol para lá de Neptuno. A Cintura de Kuiper estende-se desde a órbita de Neptuno, a 30 vezes a distância da Terra ao Sol, até cerca de 50 vezes a distância Terra-Sol. A órbita de Plutão varia como a extensão da Cintura de Kuiper.

"Detetámos, pela primeira vez, raios-X provenientes de um objeto da nossa Cintura de Kuiper e aprendemos que Plutão está a interagir com o vento solar de forma inesperada e energética," afirma Carey Lisse, astrofísico do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland, que liderou a equipa de observação do Chandra juntamente com o colega e coinvestigador da New Horizons Ralph McNutt. "Podemos esperar que outros grandes objetos da Cintura de Kuiper façam o mesmo."

A equipa publicou recentemente os seus achados na edição online da revista Icarus. O artigo menciona o que Lisse afirma ser uma deteção um tanto ou quanto surpreendente, dado que Plutão - sendo frio, rochoso e sem um campo magnético - não tem nenhum mecanismo natural para emitir raios-X. Mas Lisse, que também liderou a equipa que fez as primeiras deteções de raios-X num cometa há duas décadas atrás, sabia que a interação entre os gases que rodeiam estes corpos planetários e o vento solar - o fluxo constante de partículas carregadas do Sol que viajam pelo Sistema Solar - podia produzir raios-X.

Os cientistas da New Horizons estavam particularmente interessados em aprender mais sobre a interação entre os gases na atmosfera de Plutão e o vento solar. A nave espacial transporta um instrumento concebido para medir esta atividade de perto - de nome SWAP (Solar Wind Around Pluto) - e os cientistas estão usando estes dados para criar uma imagem de Plutão que contém uma muito leve e íntima onda de choque, onde o vento solar "conhece" Plutão (parecida à onda de choque que se forma num avião supersónico) e uma pequena cauda atrás do planeta.

O mistério imediato é que as leituras do Chandra, no que toca ao brilho dos raios-X, são muito mais elevadas do que o esperado da interação entre o vento solar e a atmosfera de Plutão.

"Antes das nossas observações, os cientistas pensavam que era altamente improvável que detetássemos raios-X em Plutão, provocando um forte debate sobre se o Chandra até o devesse observar," afirma o coautor Scott Wolk, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, Massachusetts, EUA. "Antes de Plutão, o mais distante corpo do Sistema Solar onde já se tinha detetado emissão de raios-X era nos anéis e disco de Saturno."

A deteção do Chandra é especialmente surpreendente pois a New Horizons descobriu que a atmosfera de Plutão era muito mais estável do que a atmosfera fugaz, "tipo-cometa" que muitos cientistas esperavam antes da sonda por lá passar em julho de 2015. De facto, a New Horizons descobriu que a interação de Plutão com o vento solar é muito mais parecida com a interação do vento solar com Marte do que com um cometa. No entanto, apesar de Plutão libertar gás suficiente para produzir os raios-X, nos modelos simples da intensidade do vento solar à distância de Plutão, não existe vento solar suficiente para os produzir.

Lisse e colegas - que também incluem os coinvestigadores do SWAP David McComes da Universidade de Princeton e Heather Elliott do SwRI (Southwest Research Institute) - sugerem várias possibilidades para a emissão reforçada de raios-X de Plutão. Estas incluem uma muito mais larga e maior cauda de gases que seguem Plutão do que a New Horizons detetou com o seu instrumento SWAP. Outras possibilidades são que os campos magnéticos interplanetários concentram mais partículas do vento solar do que o esperado na região em redor de Plutão, ou que a baixa densidade do vento solar no Sistema Solar exterior, à distância de Plutão, poderá permitir a formação de um "donut", ou toro, de gás neutro centrado em torno da órbita de Plutão.

O facto de que as medições do Chandra não combinam muito bem com as observações obtidas de perto pela New Horizons é o benefício - e beleza - de uma oportunidade como a passagem da New Horizons. "Quando temos a hipótese única de passar por Plutão, queremos apontar cada bocado de vidro - cada telescópio no solo e no espaço - para o alvo," comenta McNutt. "As medições unem-se e dão-nos uma imagem muito mais completa que não podíamos obter em qualquer outro momento, a partir de qualquer outro lugar."

A New Horizons tem uma oportunidade para testar estes achados e lançar ainda mais luz sobre esta distante região - a milhares de milhões de quilómetros da Terra - como parte da sua recém-aprovada missão alargada para examinar a Cintura de Kuiper e encontrar-se com outro pequeno objeto, 2014 MU69, no dia 1 de janeiro de 2019. É improvável que se consiga detetar raios-X oriundos de MU69, mas o Chandra poderá conseguir fazê-lo para outros objetos maiores e mais próximos que a New Horizons vai observar enquanto voa através da Cintura de Kuiper em direção a MU69.

Plutão "pinta" a sua maior lua de vermelho

Em junho de 2015, quando as câmaras a bordo da nave New Horizons da NASA viram pela primeira vez a região polar avermelhada da maior lua de Plutão, Caronte, os cientistas da missão sabiam duas coisas: que nunca tinham visto nada parecido noutro lugar do nosso Sistema Solar e que estavam ansiosos por descobrir a história por detrás.

Ao longo do último ano, depois de analisarem as imagens e outros dados que a New Horizons transmitiu do seu encontro histórico de julho de 2015 com o sistema plutoniano, os cientistas pensam ter resolvido o mistério. Tal como detalhadamente divulgam na revista científica Nature, a coloração polar de Caronte vem do próprio Plutão - à medida que o metano gasoso escapa da atmosfera de Plutão e fica "preso" pela gravidade da lua, arrefece à superfície fria do polo de Caronte. Isto é seguido por um processo químico, induzido pela luz ultravioleta do Sol, que transforma o metano em hidrocarbonetos mais pesados e, eventualmente, em materiais orgânicos avermelhados chamados "tholins".

A sonda New Horizons da NASA captou esta imagem melhorada e de alta-resolução da maior lua de Plutão, Caronte, pouco antes da maior aproximação de dia 14 de julho de 2015. A fotografia combina imagens azuis, vermelhas e infravermelhas obtidas pelo Ralph/MVIC; as cores foram processadas para melhor realçar a variação das propriedades da superfície de Caronte. Os cientistas aprenderam que o material avermelhado na região polar norte (topo) - informalmente apelidada Mordor Macula - é metano quimicamente processado que escapou da atmosfera de Plutão para Caronte. Caronte mede 1212 km de diâmetro; esta imagem resolve detalhes tão pequenos quanto 2,9 km. Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI (clique na imagem para ver versão maior)

"Quem diria que Plutão é um artista de graffiti, pulverizando a sua companheira com uma mancha avermelhada?" pergunta Will Grundy, coinvestigador da New Horizons, do Observatório Lowell em Flagstaff, no estado norte-americano do Arizona, e autor principal do artigo. "De cada vez que exploramos, encontramos surpresas. A Natureza é incrivelmente inventiva no que toca a usar as leis básicas da física e da química para criar paisagens espetaculares."

A equipa combinou análises de imagens detalhadas de Caronte obtidas pela New Horizons com modelos de computador de como o gelo evolui nos polos de Caronte. Os cientistas da missão já tinham especulado anteriormente que o metano da atmosfera de Plutão ficava preso no polo norte de Caronte e que era lentamente convertido neste material avermelhado, mas não tinham modelos para suportar esta ideia.

A equipa da New Horizons vasculhou os dados para determinar se as condições na lua - com um diâmetro de 1212 km - podiam permitir a captura e processamento do gás metano. Os modelos que usavam a órbita de 248 anos de Plutão e Caronte, em torno do Sol, mostravam algumas condições meteorológicas extremas nos polos de Caronte, onde 100 anos de luz solar contínua alternavam com outro século de escuridão contínua. As temperaturas à superfície durante estes longos invernos caem até aos -257º C, frio o suficiente para congelar o gás metano num sólido.

"As moléculas de metano saltitam à superfície de Caronte até que ou escapam novamente para o espaço ou aterram no polo frio, onde congelam, formando uma fina camada de metano gelado que dura até a luz solar voltar na primavera," explica Grundy. Mas enquanto o gelo de metano é rapidamente sublimado, os hidrocarbonetos mais pesados, formados a partir dele, permanecem à superfície.

A luz do Sol ainda irradia mais estes remanescentes, tornando-os num material avermelhado - chamados "tholins" - que lentamente foram acumulados nos polos de Caronte ao longo de milhões de anos. As observações do outro polo da Caronte pela New Horizons, atualmente sob a escuridão de inverno - e visto pela New Horizons apenas graças à luz refletida por Plutão - confirmaram que a mesma atividade ocorre em ambos os polos.

"Este estudo resolve um dos maiores mistérios encontrados em Caronte, a lua gigante de Plutão," afirma Alan Stern, investigador principal da New Horizons e do SwRI (Southwest Research Institute), coautor do estudo. "E abre a possibilidade de outros pequenos planetas anões na Cintura de Kuiper, também com luas, poderem criar uma 'transferência atmosférica' semelhante ou ainda mais pronunciada."

Links:

Cobertura da missão New Horizons pelo Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
05/07/2016 - New Horizons recebe prolongamento da missão, Dawn permanecerá em Ceres
24/06/2016 - Investigação reforça caso para um oceano subsuperficial em Plutão
03/06/2016 - O coração de Plutão: como uma lâmpada de lava cósmica
31/05/2016 - As melhores imagens da superfície de Plutão pela New Horizons
20/05/2016 - Ocultações estelares pela atmosfera de Plutão; primeiros dados científicos de objeto pós-Plutão
10/05/2016 - Hidra, a lua gelada de Plutão
06/05/2016 - Estudo descobre que a interação de Plutão com o vento solar é única
08/04/2016 - New Horizons preenche lacuna nas observações do ambiente espacial
18/03/2016 - Artigos científicos revelam novos aspetos de Plutão e das suas luas
04/03/2016 - Neva metano nos picos de Plutão
01/03/2016 - Os desfiladeiros gelados do polo norte de Plutão
23/02/2016 - Caronte, a Lua "Hulk" de Plutão: um possível antigo oceano?
09/02/2016 - As misteriosas colinas flutuantes de Plutão
22/12/2015 - Novas descobertas da New Horizons moldam o conhecimento de Plutão e das suas luas
08/12/2015 - New Horizons transmite as primeiras das melhores imagens de Plutão
10/11/2015 - Quatro meses depois da passagem por Plutão, continuam as descobertas da New Horizons
20/10/2015 - Novas imagens de Plutão e Caronte
09/10/2015 - New Horizons encontra céus azuis e água gelada em Plutão
02/10/2015 - Caronte, a grande lua de Plutão, revela uma história colorida mas violenta
25/09/2015 - Plutão continua a impressionar
18/09/2015 - Plutão deslumbra em espetacular novo panorama retroiluminado
11/09/2015 - Novas imagens de Plutão pela New Horizons: é complicado
08/09/2015 - New Horizons começou fase intensiva de envio dos dados
01/09/2015 - Equipa da New Horizons escolhe potencial alvo da Cintura de Kuiper para "flyby"
28/07/2015 - New Horizons encontra neblina, "glaciares" em Plutão
24/07/2015 - Nova cadeia montanhosa em Plutão; imagens de Nix e Hidra
21/07/2015 - As planícies geladas e a atmosfera de Plutão
17/07/2015 - New Horizons "telefona"; envia primeiros dados da passagem por Plutão
14/07/2015 - New Horizons passa hoje por Plutão
03/06/2015 - Plutão a cores. Tem manchas, metano e, quem sabe, nuvens
29/05/2015 - New Horizons vê mais detalhes em Plutão 
01/05/2015 - New Horizons deteta características à superfície, possivelmente uma calote polar em Plutão
09/12/2014 - New Horizons acorda para encontro com Plutão 
26/08/2014 - New Horizons passa órbita de Neptuno a caminho de encontro histórico com Plutão 
17/06/2014 - Fracturas em lua de Plutão podem indicar que já teve um oceano subterrâneo
10/06/2014 - Plutão e Caronte podem partilhar atmosfera
25/06/2013 - Equipa da New Horizons mantém plano de voo original para Plutão
29/11/2011 - Luas de Plutão podem significar perigo para a New Horizons 
25/07/2007 - Neva em Caronte
28/02/2007 - A semana dos "flybys"
20/01/2006 - New Horizons partiu
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Impressão de artista de planetas em redor de uma anã vermelha. Crédito: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

No que toca a exoplanetas, os astrónomos perceberam que só conhecem bem as propriedades dos planetas que descobrem se conhecerem, igualmente bem, as propriedades das estrelas que orbitam. Para o tamanho de um planeta, a caracterização precisa da sua estrela hospedeira pode significar a diferença entre distinguirmos um mundo distante como sendo pequeno como a Terra ou grande como Júpiter.

Para os astrónomos, a determinação do tamanho de um exoplaneta - planetas para lá do nosso Sistema Solar - depende, decisivamente, não só do raio da sua estrela-mãe mas também se a estrela está sozinha ou se tem uma companheira estelar próxima. Tendo em conta que metade das estrelas no céu não são uma, mas duas estrelas que se orbitam uma à outra, isto torna bastante importante o conhecimento das propriedades binárias de uma estrela.

Uma estrela particularmente interessante e relativamente próxima, de nome TRAPPIST-1, chamou recentemente a atenção de uma equipa de investigadores. Eles queriam determinar se TRAPPIST-1, que é o lar de três pequenos planetas potencialmente rochosos - um dos quais orbita na zona habitável onde a água líquida pode existir à sua superfície - era uma única estrela como o Sol, ou se tinha uma estrela companheira. Caso TRAPPIST-1 tivesse uma companheira, os planetas descobertos teriam tamanhos maiores, possivelmente grandes o suficiente para serem considerados gigantes gelados parecidos como Neptuno.

Caso um exoplaneta orbite uma estrela num sistema binário, mas os astrónomos pensem que a luz estelar capturada pelo telescópio seja originária de uma única estrela, o raio real do planeta será maior do que o medido. A diferença no tamanho medido do exoplaneta pode ser pequena, variando por 10%, ou superior a um fator de dois, dependendo do brilho da estrela companheira do sistema.

Para confirmar ou negar a natureza singular de TRAPPIST-1, Steve Howell, cientista do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Moffett Field, no estado norte-americano da Califórnia, liderou uma investigação da estrela. Usando uma câmara especialmente desenhada, chamada DSSI (Differential Speckle Survey Instrument), Howell e equipa mediram as rápidas alterações na luz emitida pela estrela provocadas pela atmosfera da Terra e corrigiram-nas. A imagem resultante, de alta-resolução, revelou que a luz do sistema TRAPPIST-1 é emitida apenas por uma estrela.

Com a confirmação de que nenhuma outra estrela companheira reside nas imediações de TRAPPIST-1, o resultado da equipa valida não só que os planetas em trânsito são responsáveis pelas diminuições periódicas de brilho estelar, mas que são realmente do tamanho da Terra e, provavelmente, mundos rochosos.

"Saber que um planeta de tamanho terrestre, potencialmente rochoso, orbita na zona habitável de uma estrela a apenas 40 anos-luz da Terra, é uma descoberta incrível," comenta Howell. "O sistema TRAPPIST-1 continuará a ser estudado em grande detalhe enquanto estes exoplanetas em trânsito proporcionam uma das melhores oportunidades para caracterizar a atmosfera de um mundo alienígena."

Acoplado ao Telescópio Gemini Sul de 8 metros, no Chile, a DSSI forneceu aos astrónomos as imagens de mais alta-resolução, disponíveis atualmente, obtidas por um único telescópio terrestre. A proximidade de TRAPPIST-1 permitiu com que os astrónomos perscrutassem profundamente o sistema, observando, em termos equivalentes, mais perto do que a órbita de Mercúrio em redor do nosso Sol.

O artigo a partir do qual o resultado é baseado foi publicado na edição de 13 de setembro da revista The Astrophysical Journal Letters.

O interesse no recém-descoberto sistema TRAPPIST-1, com os seus três planetas do tamanho da Terra, é alto. Astronomicamente falando, a 40 anos-luz da Terra, o sistema está a um "saltinho" de distância. A estrela, propriamente dita, é uma fraca estrela do tipo-M que, em relação à maioria das estrelas, é muito pequena e fria, mas torna mais fácil a deteção exoplanetária pelo método de trânsito.

Ainda este ano terão início medições mais detalhadas dos trânsitos planetários em redor do sistema TRAPPIST-1, quando o Telescópio Espacial Kepler da NASA, atualmente na sua missão K2, monitorizar com precisão mudanças minúsculas na luz emitida pela estrela durante um período de aproximadamente 75 dias.

As observações espaciais com o Kepler vão fornecer medições extremamente precisas das formas dos trânsitos planetários, permitindo refinar os raios e os períodos orbitais. A deteção de variações nos tempos dos eventos também poderá a ajudar os astrónomos a determinar as massas dos planetas. Adicionalmente, as novas observações serão examinadas para procurar mais planetas em trânsito no sistema TRAPPIST-1.

Este painel ilustra a diferença na luz estelar medida quando vista a partir de um telescópio terrestre com e sem os efeitos turbulentos da atmosfera da Terra. Todas as quatro imagens estão à mesma escala. Crédito: NASA/AMES/W. Stenzel (clique na imagem para ver versão maior)

A técnica usada pela DSSI é um trunfo poderoso no kit de ferramentas dos astrónomos, pois proporciona uma capacidade única para caracterizar o ambiente em torno de estrelas distantes. A técnica fornece imagens de altíssima resolução, obtendo múltiplas exposições com muito pouco tempo de exposição (40-60 milissegundos) a fim de capturar os finos detalhes na luz recebida e "congelar" a turbulência provocada pela atmosfera da Terra.

Combinando os milhares de exposições e usando técnicas matemáticas para remover as distorções momentâneas provocadas pela atmosfera da Terra, o resultado final fornece uma resolução igual ao limite teórico do que o telescópio Gemini de 8 metros produziria caso não existisse uma atmosfera.

Howell e a sua equipa estão atualmente a realizar a construção de dois novos instrumentos de interferometria. Um dos novos instrumentos será entregue este outono ao telescópio WIYN de 3,5 metros localizado no Observatório Nacional de Kitt Peak perto de Tucson, Arizona, onde será usado no programa de investigação NN-EXPLORE. O outro está a ser desenvolvido para o Telescópio Gemini Norte localizado em Mauna Kea, no Hawaii.

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
22/07/2016 - Hubble faz o primeiro estudo atmosférico de exoplanetas do tamanho da Terra
03/05/2016 - Três mundos potencialmente habitáveis em torno de uma estrela anã muito fria

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Observatório Gemini
The Astrophysical Journal Letters
PHYSORG

TRAPPIST-1:
Open Exoplanet Catalogue
Wikipedia
TRAPPIST-1b (Wikipedia)
TRAPPIST-1b (Exoplanet.eu) 
TRAPPIST-1c (Wikipedia) 
TRAPPIST-1c (Exoplanet.eu)

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

Observatório Gemini:
Página oficial
Wikipedia

Telescópio Espacial Kepler:
NASA (página oficial)
K2 (NASA
Arquivo de dados do Kepler
Descobertas planetárias do Kepler
Wikipedia

Telescópio WIYN:
NOAO
Wikipedia

NN-EXPLORE:
NASA