Problemas ao ver este e-mail?
Veja no browser

06/12/19 - Noites Astronómicas em Tavira
No dia 6 de dezembro realiza-se mais uma sessão de Noites Astronómicas em Tavira no Forte do Rato, pelas 20:00. Nesta sessão será dada especial atenção às constelações de Orionte e Touro. Iremos abordar as cores das estrelas que compõem estas constelações assim como a observação das nebulosas escondidas nestas constelações. Esta atividade é gratuita.
Local: Forte do Rato
Público-alvo: Público em geral
Pré-inscrição obrigatória
(A realização desta atividade está dependente das condições atmosféricas e está sujeita a um número mínimo de participantes).
Telefones: 281 326 231; 924 452 528
E-mail: geral@cvtavira.pt

Dia 06/12: 340.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1586 nascia Niccolò Zucchi, astrónomo, físico e jesuita italiano. Pode ter sido o primeiro a ver as bandas de Júpiter (no dia 17 de maio de 1630), e reportou manchas em Marte em 1640. No seu livro, "Optica philosophia experimentis et ratione a fundamentis constituta", publicado em 1652-56, descrevia experiências ocorridas em 1616 com um espelho curvo em vez de uma lente como objetiva telescópica, o que pode ser a descrição mais antiga de um telescópio refletor.
Em 1957, uma explosão na plataforma de lançamento da Vanguard TV3 impede a primeira tentativa dos EUA lançarem um satélite para órbita terrestre.

Em 2006, a NASA revela fotografias obtidas pela Mars Global Surveyor, sugerindo a presença de água líquida em Marte.
Observações: A Lua brilha para baixo e para a esquerda do Grande Quadrado de Pégaso.

Dia 07/12: 341.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1905, nascimento de Gerard Kuiper, cientista planetário americano nascido na Holanda que descobriu luas de Úrano e Neptuno, a atmosfera de Titã e estudou as origens dos cometas no Sistema Solar. 

Em 1972 era lançada a Apollo 17, a última das missões do programa Apollo. Foi também a última vez que um ser humano aterrou na Lua. A missão durou 301 horas, 51 minutos e 59 segundos, e recolheu a maior quantidade de amostras lunares. O comandante da Apollo 17 era Eugene A. Cernan, Ronald E. Evans era o piloto do módulo de controlo e Harrison H. Schmitt era o piloto do módulo lunar. Schmitt foi também o único geólogo profissional a ir à Lua. 
Em 1995, a nave Galileu chega a Júpiter, pouco mais de seis anos depois de ter sido lançada pelo vaivém espacial Atlantis durante a missão STS-34.
Em 2015, a sonda japonesa Akatsuki entra com sucesso em órbita de Vénus, cinco anos após a primeira tentativa.
Observações: Vega ainda é a estrela mais brilhante a oeste-noroeste ao início da noite. Para cima temos Deneb. Para a esquerda de Vega está Altair, de brilho intermédio entre Vega e Deneb.
Estas três estrelas formam o Triângulo de Verão, e quando o Triângulo de Verão está nesta posição, pode observar o Grande Quadrado de Pégaso a atravessar o meridiano alto a sul.
O pôr-do-Sol mais cedo do ano, se viver perto da latitude 40º N. Embora estejamos ainda a duas semanas do solstício. Este desfasamento é balançado pelo evento oposto ao nascer-do-Sol: o Sol só nasce o mais tarde no dia 4 de janeiro. Porquê? Culpe a inclinação do eixo da Terra e a excentricidade da sua órbita.

Dia 08/12: 342.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1990, a sonda Galileu aproxima-se do planeta Terra no seu caminho de Vénus até Júpiter. Torna-se na primeira sonda interplanetária a visitar a Terra. Passa novamente pela Terra no mesmo dia, mas em 1992.
Em 2010, com o segundo lançamento do Falcon 9 e o primeiro lançamento do Dragon, a SpaceX torna-se na primeira empresa privada a lançar, orbitar e recolher com sucesso uma nave espacial. No mesmo dia, a nave japonesa a energia solar, IKAROS, passa a cerca de 80.800 km de distância do planeta Vénus.

Observações: Neptuno na sua quadratura este, pelas 08:42.

Dia 09/12: 343.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1965, queda de um satélite em Kecksburg, perto de Pittsburgh, EUA.
Observações: A Lua quase Cheia interfere com a observação das constelações mais famosas de outono e inverno: Touro está um pouco para baixo e para a sua esquerda (assim como M45 está para a esquerda) e Orionte mais baixo, perto do horizonte.

Mizar foi o primeiro binário telescópio a ser descoberto - provavelmente por Benedetto Castelli que em 1617 pediu a Galileu para a observar.

Esta ilustração mostra a anã branca WDJ0914+1914 e o seu exoplaneta do tipo de Neptuno. Uma vez que o gigante gelado descreve uma órbita muito próxima da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado para um disco que fica a girar em torno da anã branca. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope do ESO), os investigadores encontraram pela primeira vez evidências de um planeta gigante associado a uma estrela anã branca. O planeta descreve uma órbita próxima da anã branca quente, o resto de uma estrela do tipo do Sol, o que faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada, formando um disco de gás que circunda a estrela. Este sistema único dá-nos pistas de como poderá ser o nosso próprio Sistema Solar num futuro distante.

"Foi uma daquelas descobertas que se fazem por acaso," comenta o investigador Boris Gänsicke, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, que liderou o estudo publicado anteontem na Nature. A equipa estudou cerca de 7000 anãs brancas observadas pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e descobriu uma muito diferente das restantes. Ao analisar as variações subtis da radiação emitida pela estrela, descobriram-se indícios de elementos químicos em quantidades que nunca tinham sido antes observadas numa anã branca. "Sabíamos que tinha de haver algo de excecional a acontecer neste sistema e pensámos que poderia estar relacionado com algum tipo de resto planetário."

Para ficar com uma ideia melhor das propriedades desta estrela invulgar, chamada WDJ0914+1914, a equipa observou-a com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Estas observações de seguimento confirmaram a presença de hidrogénio, oxigénio e enxofre associados à anã branca. Ao estudar com todo o detalhe os espectros obtidos pelo X-shooter, a equipa descobriu que estes elementos se encontravam num disco de gás em torno da anã branca e não na estrela propriamente dita.

"Demorámos algumas semanas a pensar que a única maneira de tal disco poder existir seria devido à evaporação de um planeta gigante," explica Matthias Schreiber da Universidade de Valparaíso, no Chile, que calculou a evolução passada e futura do sistema.

As quantidades detetadas de hidrogénio, oxigénio e enxofre são semelhantes às encontradas nas camadas atmosféricas profundas de planetas gigantes gelados, como Neptuno e Úrano. Se um tal planeta orbitasse perto da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela arrancaria as suas camadas mais exteriores e algum deste gás acabaria num disco a rodar em torno da anã branca. É este fenómeno que os cientistas pensam estar a ver em torno da WDJ0914+1914: o primeiro planeta a evaporar-se em órbita de uma anã branca.

Combinando dados observacionais com modelos teóricos, a equipa de astrónomos conseguiu obter uma ideia mais clara deste sistema único. A anã branca é pequena e extremamente quente, apresentando uma temperatura de 28.000 graus Celsius (o que corresponde a cinco vezes a temperatura do Sol). O planeta, por sua vez, é gelado e grande — pelo menos duas vezes o tamanho da estrela. Uma vez que descreve uma órbita muito próxima da estrela, completando uma translação em apenas 10 dias, os fotões de alta energia emitidos pela estrela estão a "soprar" gradualmente a atmosfera planetária. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado — a uma taxa de 3000 toneladas por segundo — para um disco que gira em torno da estrela. É este disco que faz com que o planeta do tipo de Neptuno seja visível, o que não aconteceria doutro modo.

"Esta é a primeira vez que conseguimos medir a quantidade de gases tais como oxigénio e enxofre no disco, o que nos fornece informação sobre a composição de atmosferas de exoplanetas," diz Odette Toloza da Universidade de Warwick, que desenvolveu um modelo para o disco de gás que circunda a anã branca.

"Esta descoberta abre também uma nova janela no destino final de sistemas planetários," acrescenta Gänsicke.

As estrelas como o nosso Sol queimam hidrogénio nos seus núcleos durante a maior parte das suas vidas. Quando gastam este combustível, crescem transformando-se em gigantes vermelhas, tornando-se centenas de vezes maiores e "engolindo" os planetas mais próximos. No caso do Sistema Solar, estes planetas incluirão Mercúrio, Vénus e a Terra, os quais serão consumidos pelo Sol em fase de gigante vermelha dentro de cerca de 5 mil milhões de anos. Eventualmente, o Sol perderá as suas camadas mais exteriores, sobrando apenas um núcleo gasto e consumido, uma anã branca. Tais restos estelares podem ainda acolher planetas e pensa-se que existam muitos destes sistemas estelares na nossa Galáxia. No entanto, até agora os cientistas nunca tinham descoberto evidências de um planeta gigante sobrevivente em torno de uma anã branca. A deteção de um exoplaneta em órbita de WDJ0914+1914, situada a cerca de 1500 anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Caranguejo, pode bem ser a primeira de muitas deteções deste tipo de sistemas.

De acordo com os investigadores, o exoplaneta agora descoberto, graças ao X-shooter do ESO, orbita a anã branca a uma distância de apenas 10 milhões de km, ou 15 vezes o raio do Sol, o que teria correspondido ainda ao interior da gigante vermelha. A localização invulgar do planeta sugere que a determinada altura após a estrela se ter transformado em anã branca, o planeta se deslocou para mais perto desta. Os astrónomos pensam que esta nova órbita poderá ter sido o resultado de interações gravitacionais com outros planetas no sistema, o que significa que mais do que um planeta pode ter sobrevivido à violenta transição da sua estrela hospedeira.

"Até há pouco tempo, muito poucos astrónomos paravam para ponderar o destino dos planetas em órbita de estrelas moribundas. A descoberta de um planeta em órbita muito próxima de um núcleo estelar consumido demonstra que o Universo desafia constantemente as nossas mentes a progredir para além de ideias estabelecidas," conclui Gänsicke.

// ESO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)
// Artigo científico (PDF)
// ESOcast 212: Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca (ESO via YouTube)
// Animação artística do sistema WDJ0914+1914 (ESO via YouTube)

Saiba mais

Notícias relacionadas:
Astronomy
SPACE.com
EurekAlert!
ScienceDaily
Discover
science alert
New Scientist
PHYSORG
Gizmodo
Newsweek
BBC News
RTP
SIC Notícias
tvi24
Correio da Manhã
Público
Diário de Notícias
SAPO
ZAP.aeiou

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

Anãs brancas:
Wikipedia

VLT:
ESO
Wikipedia

ESO:
Página oficial
Wikipedia

SDSS:
Página oficial
Wikipedia

Impressão de artista da Parker Solar Probe. Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins

Em agosto de 2018, a Parker Solar Probe da NASA foi lançada para o espaço, tornando-se pouco tempo depois a sonda mais próxima do Sol. Com instrumentos científicos de ponta para medir o ambiente em torno de si própria, a Parker Solar Probe completou três das 24 passagens planeadas por partes nunca antes exploradas da atmosfera do Sol, a coroa. No dia 4 de dezembro de 2019, quatro novos artigos científicos publicados na Nature descrevem o que os cientistas aprenderam com esta exploração sem precedentes da nossa estrela - e o que esperam aprender a seguir.

Estas descobertas revelam novas informações sobre o comportamento do material e das partículas que se afastam do Sol, aproximando os cientistas de responder a perguntas fundamentais sobre a física da nossa estrela. Na busca para proteger os astronautas e a tecnologia no espaço, as informações que a Parker Solar Probe descobriu sobre como o Sol ejeta constantemente material e energia vão ajudar a reescrever os modelos que usamos para entender e prever o clima espacial em redor do planeta e para entender o processo pelo qual as estrelas se formam e evoluem.

"Estes primeiros dados da Parker revelam a nossa estrela, o Sol, de maneiras novas e surpreendentes," disse Thomas Zurbuchen, administrador associado para ciência na sede da NASA em Washington. "A observação do Sol de perto, e não a uma distância muito maior, está a dar-nos uma visão sem precedentes de fenómenos solares importantes e de como nos afetam na Terra, além de fornecer novas ideias relevantes para a compreensão das estrelas ativas nas galáxias. É apenas o começo de um momento incrivelmente emocionante para a heliofísica com a Parker na vanguarda de novas descobertas."

Embora possa parecer plácido para nós aqui na Terra, o Sol é tudo menos quieto. A nossa estrela é magneticamente ativa, libertando poderosas explosões de luz, dilúvios de partículas que se movem perto da velocidade da luz e nuvens com milhares de milhões de toneladas de material magnetizado. Toda esta atividade afeta o nosso planeta, injetando partículas prejudiciais no espaço onde os nossos satélites e astronautas voam, interrompendo as comunicações e sinais de navegação, e mesmo - quando intensos - levando a falhas na energia elétrica. Tem vindo a acontecer ao longo da vida útil de 5 mil milhões de anos do Sol e assim continuará a moldar os destinos da Terra e dos outros planetas no nosso Sistema Solar futuro.

"O Sol tem fascinado a humanidade durante toda a nossa existência," disse Nour E. Raouafi, cientista do projeto Parker Solar Probe do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland, que construiu e gere a missão da NASA. "Aprendemos muito sobre a nossa estrela ao longo das últimas décadas, mas realmente precisávamos de uma missão como a Parker Solar Probe para entrar na atmosfera do Sol. É só aí que podemos realmente aprender os detalhes destes processos solares complexos. E o que aprendemos apenas nestas três órbitas solares mudou muito do que sabemos sobre o Sol."

O que acontece no Sol é fundamental para entender como molda o espaço em nosso redor. A maior parte do material que escapa do Sol faz parte do vento solar, um fluxo contínuo de material solar que banha todo o Sistema Solar. Este gás ionizado, chamado plasma, carrega consigo o campo magnético do Sol, estendendo-o através do Sistema Solar numa bolha gigante que abrange mais de 16 mil milhões de quilómetros.

O dinâmico vento solar

Observado perto da Terra, o vento solar é um fluxo relativamente uniforme de plasma, com ocasionais quedas turbulentas. Mas, a essa altura, este já percorreu quase 150 milhões de quilómetros - e as assinaturas dos mecanismos exatos do Sol para aquecer e acelerar o vento solar são apagadas. Mais perto da fonte do vento solar, a Parker Solar Probe viu uma imagem muito diferente: um sistema ativo e complicado.

"A complexidade era alucinante quando começámos a analisar os dados," disse Stuart Bale, da Universidade da Califórnia em Berkeley, líder do conjunto de instrumentos FIELDS da Parker Solar Probe, que estuda a escala e a forma dos campos elétricos e magnéticos. "Agora, já me habituei. Mas quando os mostro a colegas pela primeira vez, ficam impressionados." Do ponto de vista da Parker, a 24 milhões de quilómetros do Sol, explicou Bale, o vento solar é muito mais impulsivo e instável do que vemos perto da Terra.

Como o próprio Sol, o vento solar é composto por plasma, onde eletrões com carga negativa se separam de iões com carga positiva, criando um mar de partículas flutuantes com carga elétrica individual. Estas partículas flutuantes significam que o plasma carrega campos elétricos e magnéticos, e as mudanças no plasma geralmente deixam marcas nesses campos. Os instrumentos FIELDS estudaram o estado do vento solar medindo e analisando cuidadosamente como os campos elétricos e magnéticos em redor da nave mudavam ao longo do tempo, juntamente com a medição de ondas no plasma próximo.

Estas medições mostraram reversões rápidas no campo magnético e jatos velozes e repentinos de material - todas características que tornam o vento solar mais turbulento. Estes detalhes são essenciais para entender como o vento dispersa a energia à medida que flui para longe do Sol e por todo o Sistema Solar.

Um tipo de evento em particular chamou a atenção das equipas científicas: oscilações na direção do campo magnético, que flui do Sol, embebido no vento solar. Estas reversões duram entre alguns segundos a vários minutos enquanto fluem pela Parker Solar Probe. Durante uma reversão, o campo magnético volta-se sob si próprio até que aponta quase diretamente de volta ao Sol. Juntos, o FIELDS e o SWEAP, o conjunto de instrumentos de vento solar liderado pela Universidade de Michigan e gerido pelo Observatório Astrofísico do Smithsonian, mediu grupos de reversões nos dois primeiros "flybys" da Parker Solar Probe.

A Parker Solar Probe observou reversões - perturbações viajantes no vento solar que fazem com que o campo magnético se dobre sobre si próprio - como um fenómeno ainda por explicar que pode ajudar os cientistas a desvendar mais informações sobre o modo como o vento solar é acelerado a partir do Sol. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

"As ondas já são vistas no vento solar desde o início da era espacial, e assumimos que eram mais fortes mais perto do Sol, mas não esperávamos vê-las organizando-se nestes picos estruturados e coerentes de velocidade," disse Justin Kasper, investigador principal do SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) da Universidade de Michigan em Ann Arbor. "Estamos a detetar remanescentes de estruturas do Sol sendo lançadas para o espaço e a alterar violentamente a organização dos fluxos e o campo magnético. Isto mudará dramaticamente as nossas teorias de como a coroa e o vento solar estão a ser aquecidos."

A fonte exata das reversões ainda não é conhecida, mas as medições da Parker Solar Probe permitiram que os cientistas reduzissem as possibilidades.

Entre as muitas partículas que perpetuamente fluem do Sol, há um feixe constante de eletrões em movimento rápido, que percorrem as linhas do campo magnético do Sol para o Sistema Solar. Estes eletrões fluem sempre estritamente ao longo da forma das linhas de campo que se deslocam do Sol, independentemente do polo norte do campo magnético nessa região específica estar apontando na direção do Sol ou na direção oposta. Mas a Parker Solar Probe mediu este fluxo de eletrões indo na direção contrária, voltando para o Sol - mostrando que o próprio campo magnético deve estar a curvar-se em direção ao Sol, em vez da Parker Solar Probe encontrar apenas uma linha diferente de campo magnético do Sol que aponta na direção oposta. Isto sugere que as reversões são dobras no campo magnético - distúrbios localizados viajando para longe do Sol, em vez de uma mudança no campo magnético à medida que emerge do Sol.

As observações das reversões pela Parker Solar Probe sugerem que estes eventos se tornarão ainda mais comuns à medida que a sonda se aproxima do Sol. O próximo encontro solar da missão, no dia 29 de janeiro de 2020, levará a sonda mais perto do Sol do que nunca, e poderá lançar uma nova luz sobre este processo. Estas informações não só ajudam a mudar a nossa compreensão do que provoca o vento solar e o clima espacial em nosso redor, como também nos ajudam a entender um processo fundamental de como as estrelas funcionam e de como libertam energia para o seu ambiente.

A rotação do vento solar

Algumas das medições da Parker Solar Probe estão a aproximar os cientistas de respostas a perguntas com décadas. Uma dessas perguntas é como, exatamente, o vento solar flui do Sol.

Perto da Terra, vemos o vento solar fluir quase radialmente - o que significa que está a sair diretamente do Sol em todas as direções. Mas o Sol gira enquanto liberta o vento solar; antes de se libertar, o vento solar gira com ele. É um pouco como uma criança num carrossel - a atmosfera gira com o Sol da mesma forma que a parte externa do carrossel gira, mas quanto mais longe estamos do centro, mais depressa nos movemos no espaço. Uma criança na extremidade do carrossel pode saltar e, nesse ponto mover-se em linha reta para fora, em vez de continuar a girar. De maneira semelhante, há um determinado ponto entre o Sol e a Terra em que o vento solar transita de girar juntamente com o Sol para fluir diretamente para fora, ou radialmente, como vemos na Terra.

Exatamente onde o vento solar transita de um fluxo giratório para um fluxo perfeitamente radial tem implicações na maneira como o Sol liberta energia. Encontrar esse ponto pode ajudar-nos a entender melhor o ciclo de vida de outras estrelas ou a formação de discos protoplanetários, os discos densos de gás e poeira em torno de estrelas jovens que eventualmente coalescem em planetas.

Agora, pela primeira vez - ao invés de apenas ver o fluxo direto que observamos perto da Terra - a Parker Solar Probe foi capaz de observar o vento solar enquanto ainda estava em rotação. É como se a Parker Solar Probe visse o carrossel rodopiante diretamente pela primeira vez, não apenas as crianças que saltam dele. O instrumento de vento solar da Parker Solar Probe detetou a rotação a começar a mais de 32 milhões de quilómetros do Sol e, à medida que a Parker se aproximava do seu ponto de periélio, a velocidade da rotação aumentava. A força da circulação era mais forte do que muitos cientistas previram, mas também transitou para um fluxo externo mais rapidamente do que o previsto, que é o que ajuda a mascarar estes efeitos onde geralmente estamos, a cerca de 150 milhões de quilómetros do Sol.

"O grande fluxo rotacional do vento solar visto durante os primeiros encontros foi uma verdadeira surpresa," disse Kasper. "Enquanto esperávamos ver o movimento giratório mais perto do Sol, as altas velocidades que estamos a ver nestes primeiros encontros são quase dezes maiores do que o previsto pelos modelos padrão."

Poeira perto do Sol

Outra questão que estamos perto de obter resposta é a elusiva zona livre de poeira. O nosso Sistema Solar está inundado de poeira - as migalhas cósmicas de colisões que formaram planetas, asteroides, cometas e outros corpos celestes há milhares de milhões de anos atrás. Os cientistas suspeitam há muito que, perto do Sol, esta poeira seria aquecida a altas temperaturas pela poderosa luz solar, transformando-se em gás e criando uma região livre de poeira em torno do Sol. Mas nunca ninguém a tinha observado.

Pela primeira vez, a Parker Solar Probe viu a poeira cósmica a começar a diminuir. Dado que o WISPR - o instrumento de imagem da Parker Solar Probe, liderado pelo Laboratório Naval de Investigação dos EUA - olha para o lado da sonda, pode ver grandes faixas da coroa e do vento solar, incluindo regiões mais próximas do Sol. Estas imagens mostram que a poeira começa a diminuir a pouco mais de 11 milhões de quilómetros do Sol, e esta diminuição na poeira continua de modo constante até aos limites atuais das medições do WISPR, a pouco mais de 6 milhões de quilómetros do Sol.

A Parker Solar Probe viu poeira cósmica (aqui ilustrada) - espalhada por todo o Sistema Solar - começando a esgotar-se perto do Sol, suportando a ideia de uma há muito teorizada zona livre de poeira. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Scott Wiessinger

"Esta zona livre de poeira foi prevista há décadas atrás, mas nunca tinha sido vista antes," disse Russ Howard, investigador principal do conjunto de instrumentos WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) no Laboratório Naval de Investigação em Washington, DC. "Estamos agora a ver o que está a acontecer com a poeira perto do Sol."

Ao ritmo desta diminuição, os cientistas esperam ver uma zona verdadeiramente livre de poeira a pouco mais de 3,2-4,8 milhões de quilómetros do Sol - o que significa que a Parker Solar Probe poderá observar a zona livre de poeira já no início do próximo ano, quando o seu sexto "flyby" pelo Sol a levar mais perto do Sol do que nunca.

Colocando o clima espacial sob um microscópio

As medições da Parker Solar Probe deram-nos uma nova perspetiva sobre dois tipos de eventos climáticos espaciais: tempestades de partículas energéticas e ejeções de massa coronal.

Pequenas partículas - eletrões e iões - são aceleradas pela atividade solar, criando tempestades de partículas energéticas. Os eventos no Sol podem ejetar estas partículas quase à velocidade da luz, o que significa que atingem a Terra em menos de meia-hora e podem afetar outros mundos em escalas de tempo igualmente curtas. Estas partículas carregam muita energia, de modo que podem danificar componentes eletrónicos nas naves espaciais e até mesmo colocar em risco os astronautas, especialmente aqueles no espaço profundo, fora da proteção do campo magnético da Terra - e o curto tempo de aviso para tais partículas dificulta a sua prevenção.

É crucial entender exatamente como estas partículas são aceleradas a velocidades tão altas. Mas mesmo que alcancem a Terra em apenas alguns minutos, ainda é tempo suficiente para que as partículas percam as assinaturas dos processos que as aceleram em primeiro lugar. Ao orbitar o Sol a apenas alguns milhões de quilómetros, a Parker Solar Probe pode medir essas partículas logo após deixarem o Sol, lançando nova luz sobre como são libertadas.

A Parker Solar Probe fez novas observações de partículas energéticas - como aquelas vista aqui a impactar um detetor da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) da ESA e da NASA - que vão ajudar os cientistas a melhor compreender como estes eventos são acelerados. Crédito: ESA/NASA/SOHO

Os instrumentos ISʘIS da Parker Solar Probe, liderados pela Universidade de Princeton, já mediram vários eventos de partículas energéticas nunca antes vistos - eventos tão pequenos que todos os seus vestígios são perdidos antes de chegarem à Terra ou a qualquer um dos satélites próximos da Terra. Estes instrumentos também mediram um tipo raro de explosão de partículas com um número particularmente elevado de elementos mais pesados - sugerindo que ambos os tipos de eventos podem ser mais comuns do que os cientistas pensavam anteriormente.

"É incrível - mesmo em condições do mínimo solar, o Sol produz muitos mais eventos minúsculos de partículas energéticas do que jamais imaginámos," disse David McComas, investigador principal do ISʘIS (Integrated Science Investigation of the Sun), da Universidade de Princeton em Nova Jersey. "Estas medições vão ajudar-nos a desvendar as fontes, a aceleração e o transporte de partículas energéticas solares e, finalmente, protegerão melhor os satélites e os astronautas no futuro."

Os dados dos instrumentos WISPR também forneceram detalhes sem precedentes sobre as estruturas da coroa e do vento solar - incluindo ejeções de massa coronal, nuvens com milhares de milhões de toneladas de material solar que o Sol envia para o Sistema Solar. As EMCs podem desencadear uma série de efeitos na Terra e noutros mundos, desde o aparecimento de auroras até à indução de correntes elétricas que podem danificar redes de energia e oleodutos. A perspetiva única do WISPR, olhando os eventos que se afastam do Sol de lado, já recolheu novas informações sobre a variedade de eventos que a nossa estrela pode despoletar.

"Dado que a Parker Solar Probe estava a igualar a rotação do Sol, pudemos observar o fluxo de material durante dias e ver a evolução das estruturas," disse Howard. "As observações perto da Terra fizeram-nos pensar que estruturas finas na coroa se transformam num fluxo suave e estamos a descobrir que isso não é verdade. Isto vai ajudar-nos a melhor modelar como os eventos viajam entre o Sol e a Terra."

À medida que a Parker Solar Probe continua a sua viagem, fará mais 21 grandes aproximações ao Sol a distâncias cada vez menores, culminando em três órbitas a uns meros 6,16 milhões de quilómetros da superfície solar.

"O Sol é a única estrela que podemos examinar tão de perto," disse Nicola Fox, diretor da Divisão de Heliofísica na sede da NASA. "Obter dados na fonte já está a revolucionar o nosso entendimento da nossa própria estrela e das estrelas por todo o Universo. A nossa pequena nave espacial está a enfrentar condições brutais para transmitir para casa revelações surpreendentes e emocionantes."

Os dados dos dois primeiros encontros solares da Parker Solar Probe estão disponíveis ao público via online.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Princeton (comunicado de imprensa)
// UC Berkeley (comunicado de imprensa)
// Universidade de Michigan (comunicado de imprensa)
// Imperial College London (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (Nature)
// Artigo científico #2 (Nature)
// Artigo científico #3 (Nature)
// Artigo científico #4 (Nature)
// 5 novas descobertas da Parker Solar Probe da NASA (NASA Goddard via YouTube)
// Novas descobertas da Parker Solar Probe (ScienceAtNASA via YouTube)
// Nova ciência da missão da NASA para tocar o Sol (ScienceatNasa via YouTube)
// A vista da coroa do Sol pela Parker Solar Probe (NASA via YouTube)

Saiba mais

CCVAlg - Astronomia:
07/06/2019 - Resolvendo o mistério do superaquecimento do Sol com a Parker Solar Probe
07/08/2018 - Conheça a Parker Solar Probe
22/05/2018 - Duas novas sondas serão as mais próximas do Sol

Notícias relacionadas:
Nature
MIT Technology Review
EurekAlert!
Astronomy
Sky & Telescope
SPACE.com
Discover
Scientific American
ScienceNews
EarthSky
Inverse
spaceref
New Scientist
COSMOS
PHYSORG
PHYSORG - 2
PHYSORG - 3
science alert
Popular Mechanics
Futurism
engadget
The Verge
National Geographic
Reuters
METRO
CNN
Forbes
New York Times
Diário de Notícias
Jornal de Notícias
Público
Observador

Sol:
CCVAlg - Astronomia 
Wikipedia
Ejeção de massa coronal (Wikipedia)
Tempestades solares e clima espacial - FAQ (NASA)

Vento solar:
NASA
SWPC/NOAA
Wikipedia

Parker Solar Probe:
NASA
Wikipedia
Como aceder aos dados científicos

Impressão de artista da Via Láctea, mostrando o disco espesso e o disco fino. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt/SSC

Os sismos estelares registados pelo telescópio espacial Kepler da NASA ajudaram a responder a uma pergunta de longa data sobre a idade do "disco espesso" da Via Láctea.

Num artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma equipa de 38 cientistas liderada por investigadores do Centro de Excelência ARC para ASTRO-3D (All Sky Astrophysics in Three Dimensions) da Austrália usou dados da sonda agora extinta para calcular que o disco tem cerca de 10 mil milhões de anos.

"Esta descoberta esclarece um mistério," diz o autor principal, Dr. Sanjib Sharma do ASTRO-3D e da Universidade de Sydney na Austrália.

"Os dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não concordavam com os modelos construídos para a descrever, mas ninguém sabia onde estava o erro - nos dados ou nos modelos. Agora temos certeza de que o encontrámos."

A Via Láctea - como muitas outras galáxias espirais - consiste de duas estruturas semelhantes a discos, de nome "espessa" e "fina". O disco espesso contém apenas cerca de 20% do total de estrelas da Galáxia e, com base na sua composição e espessura vertical, é considerado o componente mais antigo do par.

Para descobrir quão mais velho, o Dr. Sharma e colegas usaram um método conhecido como asterossismologia - uma maneira de identificar as estruturas internas das estrelas medindo as suas oscilações a partir de sismos estelares.

"Os sismos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem vibrar," explica o coautor Dennis Stello, professor associado do ASTRO-3D e da Universidade de Nova Gales do Sul.

"As frequências produzidas dizem-nos coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo a sua idade. É um pouco como identificar um violino Stradivarius ouvindo o som que produz."

Esta datação permite que os investigadores essencialmente olhem para trás no tempo e discernem o período na história do Universo em que a Via Láctea se formou; uma prática conhecida como arqueologia galáctica.

Não que os cientistas realmente ouçam o som gerado pelos sismos estelares. Ao invés, procuram como o movimento interno é refletido nas mudanças de brilho.

"As estrelas são apenas instrumentos esféricos cheios de gás," diz Sharma, "mas as suas vibrações são minúsculas, por isso temos que observar com muito cuidado."

"As excelentes medições de brilho feitas pelo Kepler foram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que seria capaz de detetar o escurecimento do farol de um carro provocado pela passagem de uma pulga."

Os dados transmitidos pelo telescópio durante os quatro anos após o lançamento em 2009 apresentaram um problema para os astrónomos. As informações sugeriram que havia mais estrelas mais jovens no disco espesso do que os modelos previram.

A pergunta que os cientistas enfrentavam era clara: os modelos estavam errados ou os dados estavam incompletos?

No entanto, em 2013 o Kepler avariou e a NASA reprogramou-o para continuar a trabalhar numa capacidade reduzida - um período que ficou conhecido como missão K2. O projeto envolveu a observação de muitas partes diferentes do céu durante 80 dias de cada vez.

A primeira parcela destes dados representou uma nova fonte rica para Sharma e colegas da Universidade Macquarie, da Universidade Nacional Australiana, da Universidade de Nova Gales do Sul e da Universidade da Austrália Ocidental. À sua análise juntaram-se outras instituições dos EUA, Alemanha, Áustria, Itália, Dinamarca, Eslovénia e Suécia.

Uma análise espectroscópica recente revelou que a composição química incorporada nos modelos existentes para estrelas no disco espesso estava errada, o que afetou a previsão das suas idades. Levando isto em conta, os investigadores descobriram que os dados asterossísmicos observados caíam agora em "excelente concordância" com as previsões dos modelos.

O professor Stello diz que os resultados fornecem uma forte verificação indireta do poder analítico da asterossismologia para estimar idades.

Ele acrescentou que dados adicionais ainda a serem analisados da missão K2, combinados com novas informações recolhidas pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, resultarão em estimativas precisas para as idades de ainda mais estrelas no disco e que isto ajudará a desvendar a história da formação da Via Láctea.

// scienceinpublic (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Notícias relacionadas:
EurekAlert!
SciTechDaily
PHYSORG

Via Láctea:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia
SEDS

Asterossismologia:
Wikipedia 
asteroseismology.org

Telescópio Espacial Kepler:
NASA (página oficial)
K2 (NASA)
Arquivo de dados do Kepler
Arquivo de dados da missão K2
Wikipedia

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Wikipedia

No espaço, os buracos negros têm diferentes tamanhos e massas. O recorde é agora detido por um tal objeto no enxame de galáxias Abell 85, onde um buraco negro ultramassivo com 40 mil milhões de vezes a massa do Sol fica no meio da galáxia central Holm 15A. Os astrónomos do grupo de investigação de Ralf Bender, no Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e no Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique, descobriram-no analisando dados fotométricos e novas observações espectrais com o VLT (Very Large Telescope).

Embora a galáxia central do enxame Abell 85 tenha uma enorme massa visível de aproximadamente 2 biliões de massas solares em estrelas, o centro da galáxia é extremamente difuso e ténue. É por isso que um grupo de astrónomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e do Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique se interessou pela galáxia. Esta região difusa central na galáxia é quase tão grande quanto a Grande Nuvem de Magalhães, e esta era uma pista suspeita da presença de um buraco negro com uma massa muito alta.

Imagem do enxame de galáxias Abell 85 obtida no Observatório Wendelstein da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique. A brilhante galáxia central Holm 15A tem um núcleo estendido. Uma equipa de astrónomos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e do Observatório da Universidade de Munique foi capaz de usar novos dados para medir diretamente a massa do buraco negro central desta galáxia: tem 40 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol. Crédito: Matthias Kluge/USM/MPE

O enxame de galáxias Abell 85, que consiste em mais de 500 galáxias individuais, está a uma distância de 700 milhões de anos-luz da Terra, o dobro da distância para medições diretas anteriores da massa de buracos negros. "Existem apenas algumas dúzias de medições diretas da massa de buracos negros supermassivos, e nunca antes foi tentada a uma distância tão grande," explica o cientista Jens Thomas, que liderou o estudo. "Mas nós já tínhamos uma ideia do tamanho do buraco negro nesta galáxia em particular, de modo que tentámos."

Os novos dados obtidos no Observatório Wendelstein da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique e com o instrumento MUSE no VLT permitiram à equipa realizar uma estimativa da massa baseada diretamente nos movimentos estelares em redor do núcleo da galáxia. Com uma massa de 40 mil milhões de massas solares, este é o buraco negro mais massivo conhecido hoje no Universo local. "É várias vezes maior do que o esperado a partir de medições indiretas, como a massa estelar ou a dispersão da velocidade das estrelas," observa Roberto Saglia, cientista sénior do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e professor na Universidade Ludwig-Maximilians.

O perfil de luz da galáxia mostra um centro com um brilho superficial extremamente baixo e muito difuso, muito mais ténue do que outras galáxias elípticas. "O perfil de luz no núcleo interno é também muito plano," explica o estudante de doutoramento Kianusch Mehrgan, que realizou parte da análise dos dados. "Isto significa que a maioria das estrelas no centro deve ter sido expulsa devido a interações durante fusões anteriores."

Este diagrama mostra a distribuição do brilho superficial da galáxia central do enxame Abell 85, Holm 15A. Em comparação com outras galáxias, o núcleo galáctico tem um brilho superficial muito baixo e tem um diâmetro superior a mais ou menos 15.000 anos-luz. Crédito: MPE

Na visão mais aceite, os núcleos destas galáxias elípticas tão massivas formam-se por meio de uma fusão entre duas galáxias, onde as interações gravitacionais da fusão dos seus buracos negros supermassivos levam a "fisgas" gravitacionais que expelem estrelas em órbitas predominantemente radiais do centro da galáxia remanescente. Se não existir gás no centro para formar novas estrelas - como nas galáxias mais jovens - isto leva a um núcleo esgotado.

"A mais recente geração de simulações por computador de fusões galácticas deu-nos previsões que, de facto, correspondem bastante bem às propriedades observadas," afirma Jens Thomas, que também forneceu os modelos dinâmicos. "Estas simulações incluem interações entre estrelas e um buraco negro binário, mas o ingrediente crucial são duas galáxias elípticas que já possuem núcleos empobrecidos. Isto significa que a forma do perfil de luz e as trajetórias das estrelas contêm informações arqueológicas valiosas sobre as circunstâncias específicas da formação do núcleo nesta galáxia - bem como noutras galáxias muito massivas."

No entanto, mesmo com esta história invulgar de fusão, os cientistas podem estabelecer uma nova e robusta relação entre a massa do buraco negro e o brilho superficial da galáxia: o buraco negro ganha massa a cada fusão e o centro da galáxia perde estrelas. Os astrónomos podem usar esta relação para estimar a massa de buracos negros em galáxias mais distantes, onde medições diretas dos movimentos estelares próximos o suficiente do buraco negro não são possíveis.

// Instituto Max Planck (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Notícias relacionadas:
PHYSORG
Inverse
Newsweek
CNN
Expresso

Abell 85:
Simbad
In-The-Sky.org

Holm 15A:
Wikipedia

Enxames de galáxias:
Wikipedia

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

VLT:
Página oficial
Wikipedia

Observatório da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique:
Página principal