Dia 14/04: 105.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1629 nascia Christian Huygens, físico holandês e astrónomo, um dos cientistas mais proeminentes do século XVII.
Descobriu o anel e o quarto satélite (Titã) de Saturno (1655), e patenteou o primeiro relógio de pêndulo (1656). Na ótica propôs a teoria ondulatória da luz e descobriu a polarização. A sonda que há alguns anos atrás aterrou em Titã tem o seu nome.
Em 1958, o satélite soviético Sputnik 2 cai de órbita após uma missão com a duração de 162 dias.
Em 1981, missão STS-1. O vaivém espacial Columbia completa o seu primeiro voo de testes.
Em 2000, astrónomos detetam as primeiras provas observacionais dos restos de uma hipernova, explosões cem vezes mais energéticas que as supernovas e uma possível fonte dos poderosos GRB's (explosões de raios-gama), os eventos mais energéticos de todo o Universo conhecido, além do Big-Bang. Observações: Plutão na sua quadratura oeste, pelas 11:37.
Lua em Quarto Minguante, pelas 23:56. A Lua só nasce esta noite depois das 03:00 (já dia 15).
Dia 15/04: 106.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1707 nascia Leonhard Euler, matemático e físico suiço.
Fez importantes descobertas em vários campos como o cálculo infinitesimal e teoria dos grafos. Também introduziu muita da terminologia matemática moderna e da notação, particularmente da análise matemática, como por exemplo a noção de função matemática. Também trabalhou na mecânica, dinâmica de fluidos, ótica, astronomia e teoria musical. Relativamente à astronomia, os seus feitos incluem a determinação, com uma grande precisão, da órbita de cometas e de outros corpos celestes, a compreensão da natureza dos cometas e o cálculo da paralaxe do Sol.
Em 1793 nascia Friedrich Georg Wilhelm von Struve, astrónomo báltico-alemão. Struve é conhecido pelo seu enorme estudo das estrelas duplas e foi um dos primeiros astrónomos a identificar os efeitos da extinção interestelar.
Em 1800, James Ross descobre o polo magnético norte.
Em 1961, Yuri Gagarin, o primeiro ser humano no espaço, é galardoado com a Ordem de Lenine.
Em 1999, lançamento do Landsat 7. Observações: Antes do amanhecer, a Lua está alta a sul-sudeste. Saturno está um pouco para cima e para a sua esquerda. Para cima e para a direita do nosso satélite natural, encontra-se Júpiter. Mais longe, para a esquerda da Lua, está o planeta Marte.
Júpiter na sua quadratura oeste, pelas 11:41.
Esta noite Vénus forma um triângulo isósceles com Aldebarã (para a esquerda) e com as Plêiades (para baixo e um pouco para a direita).
Dia 16/04: 107.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1495 nascia Petrus Apianus, humanista alemão, conhecido pelos seus trabalhos na matemática, astronomia e cartografia.
Em 1972, os Estados Unidos lançavam a Apollo 16 para a Lua, a décima missão tripulada do programa Apollo, a quinta e a penúltima a aterrar no nosso satélite natural. Observações: Um pouco antes do amanhecer, observe a Lua baixa a sudeste. O ponto brilhante logo por cima é o planeta Marte. Saturno e Júpiter estão para cima e para a direita do nosso satélite natural, formando uma linha na diagonal.
Curiosidades
A fase de Lua Cheia é nove vezes mais brilhante que o Quarto Crescente ou Minguante.
Expansão do Universo pode não ser uniforme
Os astrónomos assumem há décadas que o Universo está a expandir-se ao mesmo ritmo em todas as direções. Um novo estudo com base em dados do XMM-Newton da ESA, do Chandra da NASA e dos observatórios de raios-X ROSAT liderados pela Alemanha sugere que esta premissa chave da cosmologia pode estar errada.
Konstantinos Migkas, investigador doutorado em astronomia e astrofísica da Universidade de Bona, Alemanha, e seu supervisor Thomas Reiprich, propuseram-se originalmente a verificar um novo método que permitiria aos astrónomos testar a chamada hipótese de isotropia. De acordo com esta suposição, o Universo possui, apesar de algumas diferenças locais, as mesmas propriedades em cada direção a larga escala.
Um mapa que mostra o ritmo de expansão do Universo em diferentes direções do céu com base em dados do XMM-Newton da ESA, do Chandra da NASA e dos observatórios de raios-X ROSAT liderados pela Alemanha.
O mapa mostra todo o céu no sistema de coordenadas galáctico, com o centro da nossa própria Galáxia, a Via Láctea, localizado no centro do mapa, e o plano da galáxia - onde residem a maior parte das estrelas - orientado horizontalmente no mapa (note que as estrelas da Via Láctea não estão no mapa). O ritmo da expansão do Universo, indicado em termos da chamada constante de Hubble, é visto em diferentes cores, com tons roxos indicando um ritmo mais lento e os tons laranja/amarelo indicando um ritmo mais rápido.
Crédito: K. Migkas et al. 2020
Amplamente aceite como uma consequência da bem estabelecida física fundamental, a hipótese tem sido suportada por observações da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. Remanescente direto do Big Bang, esta radiação cósmica de fundo em micro-ondas reflete o estado do Universo na sua infância, com apenas 380.000 anos de idade. A sua distribuição uniforme no céu sugere que naqueles primeiros dias o Universo devia estar a expandir-se rapidamente e ao mesmo ritmo em todas as direções.
No entanto, no Universo de hoje, isso pode já não ser verdade.
"Juntamente com colegas da Universidade de Bona e da Universidade de Harvard, analisámos o comportamento de mais de 800 enxames de galáxias no Universo atual," diz Konstantinos. "Se a hipótese de isotropia estivesse correta, as propriedades dos enxames seriam uniformes no céu. Mas na verdade vimos diferenças significativas."
Os astrónomos usaram medições de temperatura em raios-X do gás extremamente quente que permeia os enxames e compararam os dados com a sua luminosidade no céu. Os enxames da mesma temperatura e localizados a uma distância semelhante devem aparecer igualmente brilhantes. Mas não foi isso que os astrónomos observaram.
"Vimos que os enxames com as mesmas propriedades, com temperaturas idênticas, pareciam menos brilhantes do que o esperado numa direção do céu, e mais brilhantes do que o esperado noutra direção," diz Thomas. "A diferença foi bastante significativa, em torno de 30%. Estas diferenças não são aleatórias, mas têm um padrão claro, dependendo da direção em que observamos o céu."
Antes de desafiar o modelo cosmológico amplamente aceite, que fornece a base para estimar as distâncias dos enxames, Konstantinos e colegas examinaram primeiro outras explicações possíveis. Talvez existam nuvens de poeira ou gás por detetar obscurecendo a vista e fazendo com que os enxames de uma determinada área pareçam mais escuros. Os dados, no entanto, não suportam este cenário.
Em algumas regiões do espaço, a distribuição de enxames pode ser afetada por fluxos em massa, movimentos de matéria a larga escala provocados pela atração gravitacional de estruturas extremamente massivas, como grandes grupos de enxames. Esta hipótese, no entanto, também parece improvável. Konstantinos acrescenta que as descobertas surpreenderam a equipa.
Este gráfico contém um mapa de todo o céu e mostra quatro das centenas de enxames de galáxias analisados para testar se o Universo é o mesmo em todas as direções a larga escala.
Crédito: NASA/CXC/Universidade de Bona/K. Migkas et al.; Ilustração: NASA/CXC/M. Weiss
"Caso o Universo seja realmente anisotrópico, mesmo que apenas nos últimos milhares de milhões de anos, isso significará uma enorme mudança de paradigma, porque a direção de cada objeto teria que ser levada em consideração na análise das suas propriedades," explica. "Por exemplo, hoje, estimamos a distância de objetos muito distantes no Universo aplicando um conjunto de equações e parâmetros cosmológicos. Pensamos que estes parâmetros são os mesmos em todos os lugares. Mas se as nossas conclusões estiverem corretas, não seria esse o caso e teríamos que rever todas nossas conclusões anteriores."
"Este é um resultado extremamente fascinante," comenta Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA. "Estudos anteriores sugeriram que o Universo atual pode não estar a expandir-se uniformemente em todas as direções, mas este resultado - a primeira vez que tal teste foi realizado com enxames galácticos em raios-X - tem um significado muito maior e também revela um grande potencial para investigações futuras."
Os cientistas especulam que este efeito possivelmente desigual na expansão cósmica possa ser causado pela energia escura, o componente misterioso do cosmos que representa a maioria - cerca de 69% - da sua energia total. Atualmente sabemos muito pouco sobre a energia escura, à exceção que parece ter acelerado a expansão do Universo ao longo dos últimos milhares de milhões de anos.
O próximo telescópio da ESA, Euclid, que está desenhado para observar milhares de milhões de galáxias e examinar a expansão do cosmos, a sua aceleração e a natureza da energia escura, pode ajudar a resolver este mistério no futuro.
"As descobertas são realmente interessantes mas a amostra incluída no estudo é ainda relativamente pequena para tirar conclusões tão profundas," diz René Laureijs, cientista do projeto Euclid na ESA. "É o melhor que se pode fazer com os dados disponíveis, mas se realmente quisermos repensar o modelo cosmológico amplamente aceite, precisamos de mais dados."
E o Euclid poderá fazer exatamente isso. A nave, com lançamento previsto para 2022, poderá não encontrar somente evidências de que a energia escura está realmente a esticar o Universo de maneira desigual em direções diferentes, como também permitirá que os cientistas recolham mais dados sobre as propriedades de uma grande quantidade de enxames de galáxias, o que pode apoiar ou refutar as descobertas atuais.
Em breve, mais dados virão também do instrumento eROSITA de raios-X, construído pelo Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. O instrumento, a bordo do recém-lançado satélite russo-alemão Spektr-RG, realizará o primeiro levantamento de todo o céu em raios-X de média energia, com foco na descoberta de dezenas de milhares de enxames de galáxias e de núcleos galácticos ativos.
Satélites da Via Láctea ajudam a revelar ligação entre halos de matéria escura e a formação galáctica
Simulação da formação de estruturas de matéria escura desde o Universo jovem até hoje (clique aqui para ver vídeo no YouTube). A gravidade torna os aglomerados de matéria escura em halos densos, como indicado pelas manchas brilhantes, onde as galáxias se formam. No vídeo, aos 18 segundos da simulação, um halo como aquele que hospeda a Via Láctea, começa a tomar forma no centro superior da imagem. Este halo cai para o primeiro e maior halo, aproximadamente aos 35 segundos, imitando a queda da Grande Nuvem de Magalhães para a Via Láctea. Os cientistas usaram simulações como esta para melhor compreender a ligação entre a matéria escura e a formação galáctica.
Crédito: Ralf Kaehler/Laboratório Nacional SLAC
Assim como o Sol tem planetas e os planetas têm luas, a nossa Galáxia tem galáxias satélites, e algumas delas podem ter as suas próprias galáxias satélites ainda mais pequenas. Com base em medições recentes da missão Gaia da ESA, pensa-se que a Grande Nuvem de Magalhães (GNM), uma galáxia satélite relativamente grande visível a partir do hemisfério sul, tenha trazido com ela pelo menos seis das suas próprias satélites quando se aproximou da Via Láctea pela primeira vez.
Os astrofísicos pensam que a matéria escura é responsável por grande parte desta estrutura, e agora investigadores do Laboratório Nacional SLAC (do Departamento de Energia dos EUA) e do DES (Dark Energy Survey) basearam-se em observações de galáxias ténues em torno da Via Láctea para colocar restrições mais rígidas na ligação entre o tamanho e a estrutura das galáxias e os halos de matéria escura que as rodeiam. Ao mesmo tempo, encontraram mais evidências para a existência de galáxias satélites da GNM e fizeram uma nova previsão: se os modelos dos cientistas estiverem corretos, a Via Láctea deve ter mais 100 galáxias satélites, muito fracas, ainda por descobrir com projetos de próxima geração, como o levantamento LSST (Legacy Survey of Space and Time) do Observatório Vera C. Rubin.
O novo estudo, que será publicado na revista The Astrophysical Journal, faz parte de um esforço maior de entender como a matéria escura funciona em escalas menores que a nossa Galáxia, disse Ethan Nadler, autor principal do estudo e estudante do KIPAC (Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology) e da Universidade de Stanford.
"Conhecemos muito bem algumas coisas sobre a matéria escura - quanta matéria escura existe, como é que se agrupa - mas todas estas afirmações são qualificadas dizendo: sim, é assim que se comporta em escalas maiores que o tamanho do nosso Grupo Local de galáxias," disse Nadler. "E então a questão é: será que funciona às escalas mais pequenas que podemos medir?"
Lançando luz galáctica sobre a matéria escura
Os astrónomos sabem há muito tempo que a Via Láctea tem galáxias satélites, incluindo a Grande Nuvem de Magalhães, que pode ser vista a olho nu a partir do hemisfério sul, mas até ao ano 2000 pensava-se que totalizavam apenas mais ou menos uma dúzia. Desde então, o número de galáxias satélites observadas aumentou dramaticamente. Graças ao SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e às descobertas de projetos mais recentes, incluindo o DES (Dark Energy Survey), o número de galáxias satélites conhecidas subiu para cerca de 60.
Estas descobertas são sempre empolgantes, mas o que talvez seja mais empolgante é o que os dados nos podem dizer sobre o cosmos. "Pela primeira vez, podemos procurar estas galáxias satélites em cerca de três-quartos do céu, e isso é realmente importante para as várias maneiras de aprender mais sobre a matéria escura e sobre a formação das galáxias," disse Risa Wechsler, diretora do KIPAC. No ano passado, por exemplo, Wechsler, Nadler e colegas usaram dados sobre galáxias satélites em conjunto com simulações de computador para estabelecer limites muito mais restritos às interações da matéria escura com a matéria normal.
Agora, Wechsler, Nadler e a equipa do DES estão a usar dados de um levantamento mais abrangente do céu para fazer perguntas diferentes, incluindo a quantidade de matéria escura necessária para formar uma galáxia, quantas galáxias satélites devemos esperar encontrar em redor da Via Láctea e se essas galáxias podem colocar as suas próprias satélites em órbita da nossa - uma previsão fundamental do modelo mais popular da matéria escura.
Dicas de hierarquia galáctica
A resposta a esta última pergunta parece ser um retumbante "sim."
A possibilidade de detetar uma hierarquia de galáxias satélites surgiu pela primeira vez há alguns anos atrás, quando o DES detetou mais galáxias satélites na vizinhança da Grande Nuvem de Magalhães do que o esperado caso essas satélites estivessem distribuídas aleatoriamente pelo céu. Estas observações são particularmente interessantes, disse Nadler, à luz das medições do Gaia, que indicaram que seis destas galáxias satélites caíram para a Via Láctea com a GNM.
Para estudar as satélites da GNM mais detalhadamente, Nadler e a sua equipa analisaram simulações de computador de milhões de universos possíveis. Essas simulações, originalmente realizadas por Yao-Yuan Mao, ex-aluno de Wechsler que está agora na Universidade Rutgers, modelaram a formação da estrutura da matéria escura que permeia a Via Láctea, incluindo detalhes como aglomerados mais pequenos de matéria escura na Via Láctea que se pensa hospedarem galáxias satélites. Para ligar a matéria escura à formação galáctica, os cientistas usaram um modelo flexível que lhes permite explicar incertezas no entendimento atual da formação de galáxias, incluindo a relação entre o brilho das galáxias e a massa de aglomerados de matéria escura nas quais se formam.
Um esforço liderado por outros membros da equipa do DES, incluindo os ex-alunos do KIPAC Alex Drlica-Wagner, atualmente do Fermilab e professor assistente de astronomia e astrofísica da Universidade de Chicago, e Keith Bechtol, professor assistente de física na Universidade de Wisconsin-Madison, e colaboradores, produziu o passo final crucial: um modelo em que as galáxias satélites são mais prováveis de serem observadas por levantamentos atuais, tendo em conta onde estão no céu bem como o seu brilho, tamanho e distância.
Com estes componentes em mão, a equipa executou o seu modelo com uma ampla gama de parâmetros e procurou simulações nas quais objetos tipo-GNM caíam na atração gravitacional de uma galáxia parecida com a Via Láctea. Ao compararem estes casos com observações galácticas, puderam inferir uma série de parâmetros astrofísicos, incluindo quantas galáxias satélites deveriam ter acompanhado a Grande Nuvem de Magalhães. Os resultados, disse Nadler, são consistentes com as observações do Gaia: seis galáxias satélites devem poder ser atualmente detetadas na vizinhança da GNM, movendo-se aproximadamente às mesmas velocidades e aproximadamente nas mesmas posições que os astrónomos tinham observado anteriormente.
Galáxias ainda não observadas
Além das descobertas da GNM, a equipa também estabeleceu limites para a ligação entre os halos de matéria escura e a estrutura galáctica. Por exemplo, nas simulações que mais se aproximaram da história da Via Láctea e da GNM, as galáxias mais pequenas que os astrónomos podiam atualmente observar devem ter estrelas com uma massa combinada de aproximadamente cem sóis, e cerca de um milhão de vezes mais matéria escura. De acordo com uma extrapolação do modelo, as galáxias mais fracas já observadas podiam formar-se em halos até cem vezes menos massivos.
E podem estar por vir mais descobertas: se as simulações estiverem corretas, disse Nadler, existem cerca de outras 100 galáxias satélites – no total, mais do dobro do número já encontrado - pairando em torno da Via Láctea. A descoberta dessas galáxias ajudaria a confirmar o modelo dos investigadores das ligações entre a matéria escura e a formação de galáxias, explicou, e provavelmente colocaria restrições mais rígidas à natureza da própria matéria escura.
Astrónomos medem a velocidade do vento numa anã castanha
Uma anã castanha, à esquerda, e Júpiter, à direita. Impressão de artista de uma anã castanha e do seu campo magnético e topo da atmosfera, que foram observados a diferentes comprimentos de onda para determinar velocidades do vento.
Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Pela primeira vez, os cientistas mediram diretamente a velocidade do vento numa anã castanha, um objeto maior que Júpiter (o maior planeta do nosso Sistema Solar) mas não suficientemente massivo para se tornar uma estrela. Para chegar à descoberta, usaram um novo método que também pode ser aplicado à aprendizagem de atmosferas de planetas dominados por gás para lá do nosso Sistema Solar.
Descrito num artigo publicado na revista Science, o trabalho combina observações de um grupo de radiotelescópios com dados do observatório infravermelho recém-aposentado da NASA, o Telescópio Espacial Spitzer, gerido pelo JPL da agência espacial no sul da Califórnia.
Oficialmente designado 2MASS J10475385+2124234, o alvo do novo estudo foi uma anã castanha localizada a 32 anos-luz da Terra - logo "aqui ao lado", em termos cósmicos. Os investigadores detetaram ventos que se moviam em torno do astro a 2293 km/h. Em comparação, a atmosfera de Neptuno tem os ventos mais rápidos do Sistema Solar, que atingem mais de 2000 km/h.
A medição da velocidade do vento cá na Terra significa cronometrar o movimento da nossa atmosfera gasosa em relação à superfície sólida do planeta. Mas as anãs castanhas são compostas quase inteiramente de gás, de modo que "vento" refere-se a algo ligeiramente diferente. As camadas superiores de uma anã castanha são onde partes do gás se pode mover independentemente. A uma certa profundidade, a pressão torna-se tão intensa que o gás se comporta como uma única bola sólida que é considerada o interior do objeto. À medida que o interior gira, empurra as camadas superiores - a atmosfera -, fazendo com que estejam quase em sincronia.
No seu estudo, os investigadores mediram a ligeira diferença de velocidades da anã castanha em relação ao seu interior. Com uma temperatura atmosférica de mais de 600º C, esta anã castanha em particular irradia uma quantidade substancial de luz infravermelha. Juntamente com a sua proximidade à Terra, esta característica tornou possível que o Spitzer detetasse propriedades na atmosfera da anã castanha enquanto gira para dentro e para fora da nossa visão. A equipa usou estas características para registar a velocidade de rotação atmosférica.
Para determinar a velocidade do interior, focaram-se no campo magnético da anã castanha. Descobriu-se há relativamente pouco tempo que os interiores das anãs castanhas geram fortes campos magnéticos. À medida que a anã castanha gira, o campo magnético acelera partículas carregadas que, por sua vez, produzem ondas de rádio, que os investigadores detetaram com os radiotelescópios do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) no estado norte-americano de Novo México.
Atmosferas Planetárias
O novo estudo é o primeiro a demonstrar este método comparativo para medir a velocidade do vento numa anã castanha. Para medir a sua precisão, o grupo testou a técnica usando observações de rádio e no infravermelho de Júpiter, que também é composto principalmente por gás e que tem uma estrutura física semelhante à de uma pequena anã castanha. A equipa comparou as rotações da atmosfera e do interior de Júpiter usando dados idênticos aos que conseguiram recolher para a anã castanha muito mais distante. Confirmaram então o seu cálculo para a velocidade do vento de Júpiter usando dados mais detalhados obtidos por sondas que estudaram Júpiter de perto, demonstrando assim que a sua abordagem à anã castanha funcionou.
Os cientistas já usaram o Spitzer para inferir a presença de ventos em exoplanetas e anãs castanhas com base em variações no brilho das suas atmosferas no infravermelho. E dados do HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) - um instrumento acoplado ao telescópio La Silla do ESO no Chile - foram usados para fazer uma medição direta da velocidade do vento num planeta distante.
Mas o novo artigo representa a primeira vez que os cientistas compararam diretamente a velocidade atmosférica com a velocidade do interior de uma anã castanha. Segundo os autores, o método empregado pode ser aplicado a outras anãs castanhas ou a planetas grandes, caso as condições sejam adequadas.
"Nós pensamos que esta técnica pode ser realmente valiosa para fornecer informações sobre a dinâmica das atmosferas dos exoplanetas," disse a autora principal Katelyn Allers, professora associada de física e astronomia na Universidade Bucknell, em Lewisburg, Pensilvânia, EUA. "O que é realmente emocionante é ser capaz de aprender que a química, a dinâmica atmosférica e o ambiente em torno de um objeto estão interligados, e a perspetiva de obter uma visão realmente abrangente destes mundos."
Álbum de fotografias - Vénus e as Plêiades em Abril
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Antonio Finazzi
Partilhada por todo o mundo nos céus do início de abril, Vénus, a nossa brilhante "estrela da tarde", vagueou pela face do adorável enxame de estrelas das Plêiades. Esta "timelapse" mostra o percurso do planeta interior durante a bonita conjunção, indicando a sua aproximação diária às estrelas das "Sete Irmãs". A partir de uma composição de exposições rastreadas e captadas com uma lente telefoto, o campo de visão também é apropriado para observadores equipados com binóculos. Enquanto o aglomerado estelar e o planeta foram facilmente visíveis a olho nu, a aparência pontiaguda do nosso planeta irmão na imagem é o resultado de um padrão de difração produzido pelas lentes da câmara. Todas as imagens foram obtidas a partir de um quintal em Chiuduno, Bergamo, Lombardia, Itália, que teve bom tempo e noites limpas de primavera.
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