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  Arquivo | CCVAlg - Astronomia
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  Astroboletim #1698  
  16/06 a 18/06/2020  
     
 
Efemérides

Dia 16/06: 168.º dia do calendário gregoriano.
História:
Em 1888, nascia Alexander Friedmann, físico e matemático soviético, conhecido pela sua teoria da expansão do Universo, regida por um conjunto de equações por ele desenvolvidas, agora conhecidas como as equações de Friedmann.
Em 1911, um meteorito rochoso com 772 g atinge a Terra perto de Kilbourn, no estado norte-americano do Wisconsin, danificando um celeiro.
Em 1963, Valentina Tereshkova torna-se na primeira mulher a ir ao espaço, a bordo da nave soviética Vostok 6.

O seu voo solitário é ainda único. Vinte anos mais tarde, no dia 18, Sally Ride torna-se na primeira americana em órbita, a bordo do vaivém espacial.
Em 1999, maior aproximação do asteroide 1685 Toro pela Terra (0,757 UA).
Em 2012, a China lança com sucesso a nave Shenzhou 9, que transporta três astronautas - incluindo a primeira astronauta chinesa, Liu Yang - até ao módulo orbital Tiangong-1. No mesmo dia, o avião robótico espacial dos EUA, Boeing X-37B, regressa à Terra após uma missão orbital secreta de 469 dias.
Observações: Após o anoitecer, Vega domina o céu a este. Um pouco para baixo e para a sua esquerda está Epsilon Lyrae, de 4.ª magnitude, chamada de "duplo-duplo". Epsilon forma um canto de um triângulo quase equilátero com Vega e Zeta Lyrae. O triângulo mede menos de 2º de lado, praticamente o tamanho do polegar à distância do braço esticado. Os binóculos facilmente resolvem Epsilon. E um telescópio de 4 polegadas com 100x de ampliação já mostra os dois pares estelares de Epsilon. Zeta Lyrae também é uma estrela dupla binocular; mais difícil através de binóculos, fácil através de um telescópio. Delta Lyrae, para baixo de Zeta, é um par mais largo e fácil.

Dia 17/06: 169.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1909, A. Kopff descobria o asteroide Hagar (682).
Em 1970, a tripulação da Soyuz 9, ao fim de 17 dias, quebra o anterior recorde (com cinco anos) de mais tempo passado no espaço.
Em 1985, lançamento da missão STS-51-G.

A bordo seguia o sultão Salman Al Saud da Arábia Saudita, o primeiro árabe, muçulmano e primeiro membro de uma família real no espaço.
Observações: Arcturo, de magnitude zero - tão brilhante quanto Vega - brilha com um pálido tom amarelo-alaranjado bem alta a sul. A forma de papagaio-de-papel de Boieiro estende-se para cima de Arcturo. O papagaio-de-papel é estreito, ligeiramente torto e mede 23º de altura: cerca de dois punhos à distância do braço esticado.
Para este de Boieiro está o ténue mas bonito semi-círculo da constelação de Coroa Boreal. Só tem uma estrela de brilho modeste, Alphecca ou Gemma, de 2.ª magnitude: a sua jóia.

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

Acredita-se que as atuais oscilações da distância da Lua (na ordem de metros) sejam resultado desta colisão.
Em 1799, nascia William Lassell, astrónomo inglês que descobriu Tritão, a maior lua de Neptuno, apenas 17 dias depois da descoberta do próprio planeta por Johann Gottfried Galle. Em 1848, codescobriu independentemente Hiperião, lua de Saturno. Em 1851, descobriu Ariel e Umbriel, luas de Úrano. 
Em 1926, nascia Allan Rex Sandage, astrónomo americano, conhecido por determinar o primeiro valor razoavelmente preciso da constante de Hubble e da idade do Universo. É também o descobridor do primeiro quasar
Em 1983, Sally Ride tornava-se a primeira astronauta dos Estados Unidos no espaço. 
Em 2006, lançamento do primeiro satélite do Cazaquistão, o KazSat.  
Em 2009, era lançada a sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA.
Observações: Ao amanhecer de sexta-feira (19), use binóculos para observar, a nordeste e bem perto do horizonte, a fina Lua acompanhada de Vénus. Os astros estão separados por 1º. Este agrupamento pode ser uma oportunidade fotográfica.

 
     
 
Curiosidades


O rover Curiosity precisa de ajuda. A NASA está a pedir ao público para usar a ferramenta online AI4Mars e rotular características de terreno nas fotos transmitidas a partir do Planeta Vermelho. O seu objetivo é treinar um algoritmo de inteligência artifical para "ler" automaticamente a paisagem.

 
 
   
Novas medições de distância reforçam desafio ao modelo básico do Universo
 
Impressão de artista que ilustra um disco contendo água em órbita de um buraco negro supermassivo no núcleo de uma galáxia distante. Graças à observação da emissão maser destes discos, os astrónomos podem usar a geometria para medir a distância das galáxias, um requisito fundamental para o cálculo da Constante de Hubble.
Crédito: Sophia Dangello, NRAO/AUI/NSF
 

Um novo conjunto de medições precisas de distância, feitas com uma coleção internacional de radiotelescópios, aumentou muito a probabilidade de os teóricos precisarem de rever o "modelo padrão" que descreve a natureza fundamental do Universo.

As novas medições de distância permitiram aos astrónomos refinar o seu cálculo da Constante de Hubble, o ritmo de expansão do Universo, um valor importante para testar o modelo teórico que descreve a composição e evolução do Universo. O problema é que as novas medições exacerbam uma discrepância entre os valores medidos anteriormente da Constante de Hubble e o valor previsto pelo modelo quando aplicado a medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas feitas pelo satélite Planck.

"Descobrimos que as galáxias estão mais próximas do que o previsto pelo modelo padrão cosmológico, corroborando um problema identificado noutros tipos de medições de distância. Tem havido um debate sobre se este problema está no próprio modelo ou nas medições usadas para o testar. O nosso trabalho utiliza uma técnica de medição de distância completamente independente de todas as outras, e reforçamos a disparidade entre valores medidos e previstos. É provável que o modelo cosmológico básico envolvido nas previsões seja o problema," disse James Braatz, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory).

Braatz lidera o MCP (Megamaser Cosmology Project), um esforço internacional para medir a Constante de Hubble, encontrando galáxias com propriedades específicas que se prestam a produzir distâncias geométricas precisas. O projeto utilizou o VLBA (Very Long Baseline Array), o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e o GBT (Green Bank Telescope), juntamente com o telescópio Effelsberg na Alemanha. A equipa relatou os seus últimos resultados na revista The Astrophysical Journal Letters.

Edwin Hubble, que o Telescópio Espacial Hubble homenageia com o seu nome, foi o primeiro a calcular o ritmo de expansão do Universo (a Constante de Hubble) em 1929, medindo distâncias de galáxias e as suas velocidades de recessão. Quanto mais distante estiver uma galáxia, maior será a sua velocidade de recessão da Terra. Hoje, a Constante de Hubble continua a ser uma propriedade fundamental da cosmologia observacional e foco de muitos estudos modernos.

A medição da velocidade de recessão das galáxias é relativamente simples. Determinar distâncias cósmicas, no entanto, tem sido uma tarefa difícil para os astrónomos. Para objetos na nossa própria Via Láctea, os astrónomos podem obter distâncias medindo a aparente mudança na posição do objeto quando visto de lados opostos da órbita da Terra em torno do Sol, um efeito chamado paralaxe. A primeira medição da paralaxe de uma estrela ocorreu em 1838.

Para lá da nossa Galáxia, as paralaxes são demasiado pequenas para serem medidas, de modo que os astrónomos confiam em objetos denominados "velas padrão", assim chamados porque o seu brilho intrínseco é presumivelmente conhecido. A distância de um objeto de brilho conhecido pode ser calculada com base em quão ténue o objeto parece ser na Terra. Estas velas padrão incluem uma classe de estrelas chamada variáveis Cefeidas e um tipo específico de explosão estelar de nome supernova do Tipo Ia.

Outro método para estimar o ritmo de expansão envolve a observação de quasares distantes cuja luz é dobrada pelo efeito gravitacional de uma galáxia em primeiro plano em várias imagens. Quando o quasar varia de brilho, a alteração aparece nas diferentes imagens em momentos diferentes. A medição dessa diferença de tempo, juntamente com os cálculos da geometria da curvatura da luz, produz uma estimativa do ritmo de expansão.

As determinações da Constante de Hubble com base nas velas padrão e nos quasares que sofrem efeito de lente gravitacional produziram valores de 73-74 km/s/Mpc (quilómetros por segundo - a velocidade; por megaparsec - distância em unidades favorecida pelos astrónomos).

No entanto, as previsões da Constante de Hubble a partir do modelo cosmológico padrão, quando aplicadas a medições da radiação cósmica de fundo em micro-ondas - a radiação remanescente do Big Bang - produzem um valor de 67,4, uma diferença significativa e preocupante. Esta diferença, que os astrónomos dizem estar para lá dos erros experimentais nas observações, tem sérias implicações para o modelo padrão.

O modelo é chamado Modelo Lambda-CDM (Cold Dark Matter), onde "Lambda" refere-se à constante cosmológica de Einstein e é uma representação da energia escura. O modelo divide a composição do Universo principalmente entre matéria comum, matéria escura e energia escura, e descreve como o Universo evoluiu desde o Big Bang.

O MCP concentra-se em galáxias com discos de gás molecular, contendo água, que orbitam buracos negros supermassivos nos seus centros. Se o disco em órbita for visto quase de lado, a partir da perspetiva da Terra, pontos brilhantes de emissão de rádio, chamados masers - análogos a lasers visíveis, mas no rádio -, podem ser usados para determinar o tamanho físico do disco e a sua extensão angular e, portanto, através da geometria, a sua distância. A equipa do projeto usa uma coleção mundial de radiotelescópios para fazer as medições de precisão necessárias para esta técnica.

No seu trabalho mais recente, a equipa refinou as suas medições de distância para quatro galáxias, a distâncias entre 168 milhões de anos-luz e 431 milhões de anos-luz. Combinadas com medições de distância anteriores de duas outras galáxias, os seus cálculos produziram um valor para a Constante de Hubble de 73,9 km/s/Mpc.

"Testar o modelo padrão da cosmologia é um problema realmente complexo, que requer as melhores medições da Constante de Hubble. A discrepância entre os valores previstos e medidos da Constante de Hubble aponta para um dos problemas mais fundamentais de toda a física, de modo que gostaríamos de ter várias medições independentes que corroboram o problema e testam o modelo. O nosso método é geométrico e completamente independente de todos os outros, e reforça a discrepância," disse Dom Pesce, investigador do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, autor principal do artigo mais recente.

"O método de maser para a medição do ritmo de expansão do Universo é elegante e, ao contrário dos outros, baseia-se na geometria. Ao medir posições e dinâmicas extremamente precisas de pontos maser no disco de acreção em torno de um buraco negro distante, podemos determinar a distância à galáxia hospedeira e, em seguida, o ritmo de expansão. O nosso resultado desta técnica única reforça o argumento de um problema-chave na cosmologia observacional," disse Mark Reid, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, membro da equipa do MCP.

"A nossa medição da Constante de Hubble está muito próxima de outras medições recentes e é estatisticamente muito diferente das previsões com base na radiação cósmica de fundo em micro-ondas e no modelo cosmológico padrão. Tudo indica que o modelo padrão precisa de revisão," disse Braatz.

Os astrónomos têm várias maneiras de ajustar o modelo para resolver a discrepância. Algumas incluem alterar pressupostos sobre a natureza da energia escura, afastando-se da constante cosmológica de Einstein. Outras analisam mudanças fundamentais na física de partículas, como por exemplo a mudança de números ou tipos de neutrinos ou as possibilidades de interações entre eles. Existem outras possibilidades, ainda mais exóticas, e de momento os cientistas não têm evidências claras de discriminar entre elas.

"Este é um caso clássico de interação entre observação e teoria. O Modelo Lambda-CDM tem funcionado muito bem durante anos, mas agora as observações apontam claramente para um problema que precisa de ser resolvido, e parece que o problema está no modelo," conclui Pesce.

// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


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A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
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Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)

"Escada" cósmica de distâncias:
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Maser:
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Lentes gravitacionais:
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MPC:
NRAO

VLBA:
NRAO
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VLA:
Página oficial
NRAO
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GBT:
Página oficial
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Radiotelescópio de Effelsberg:
Instituto Max Planck para Radioastronomia
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Observatório Planck:
ESA (ciência e tecnologia)
ESA (centro científico)
ESA (página de operações)
NASA
Arquivo do Legado Planck (ESA)
Wikipedia

 
   
IBEX traça 11 anos de mudanças nos limites do Sistema Solar

Bem para lá das órbitas dos planetas encontram-se os contornos nublados da bolha magnética no espaço que chamamos lar.

Esta é a heliosfera, a vasta bolha que é gerada pelo campo magnético do Sol e que envolve todos os planetas. As fronteiras desta bolha cósmica não são fixas. Em resposta aos suspiros do Sol, encolhem e esticam-se ao longo dos anos.

Agora, pela primeira vez, os cientistas usaram um ciclo solar inteiro de dados da missão IBEX da NASA para estudar como a heliosfera muda com o tempo. Os ciclos solares duram aproximadamente 11 anos, à medida que o Sol oscila entre estações de alta e baixa atividade, e de volta a alta novamente. Com o longo histórico do IBEX, os cientistas estavam ansiosos de examinar como as mudanças de humor do Sol eram reproduzidas nos limites da heliosfera. Os resultados mostram a mudança da heliosfera externa em grande detalhe, esboçam habilmente a forma da heliosfera (uma questão de debate nos últimos anos) e sugerem processos por trás de uma das suas características mais intrigantes. Estas descobertas, juntamente com um conjunto de dados recém-ajustado, foram publicadas dia 10 de junho na revista The Astrophysical Journal Supplements.

IBEX, abreviação para "Interstellar Boundary Explorer", observa o limite do espaço interestelar há mais de 11 anos, mostrando-nos onde a nossa vizinhança cósmica se encaixa no resto da Galáxia.

 
Impressão de artista da nossa heliosfera, a bolha cósmica que rodeia o nosso Sol e Sistema Solar. À medida que a heliosfera "varre" o espaço interestelar, forma-se uma frente de choque, parecida à onda na parte da frente de um barco que navega pelo mar. Os arredores cósmicos da nossa heliosfera (esquerda) são conhecidos como o Fluff Local, uma nuvem de gases superquentes. Onde o vento solar encontra o Fluff Local, chamamos heliopausa. Logo dentro situa-se uma região turbulenta de nome heliobainha. Também presentes na ilustração, as duas sondas Voyager com os seus percursos aproximados para lá da heliosfera. A Voyager 1 foi dirigida para norte do plano das órbitas dos planetas quando passou por Saturno em 1980. A Voyager 2 foi dirigida para baixo por Neptuno e viaja para sul do plano dos planetas.
Crédito: Walt Feimer, NASA/Goddard
 

"É uma missão muito pequena," disse David McComas, investigador principal da IBEX na Universidade de Princeton em Nova Jersey, EUA. A nave IBEX tem o tamanho do pneu de um autocarro. "Tem sido um enorme sucesso, durante muito mais tempo do que se esperava. Temos sorte de agora ter um ciclo solar inteiro de observações."

Mapeando a fronteira do Sistema Solar, uma partícula de cada vez

A heliosfera é preenchida pelo vento solar, o fluxo constante de partículas carregadas do Sol. O vento solar é expelido em todas as direções, a cerca de 400 km/s, até atingir o meio interestelar, ventos de outras estrelas que preenchem o espaço entre elas.

À medida que o Sol atravessa o meio interestelar, gera uma onda quente e densa, semelhante à onda na frente de um barco que navega no mar. O nosso bairro cósmico é chamado "Fluff Local", a nuvem de gases superquentes que floresce em nosso redor. Onde o vento solar e o Fluff Local se encontram, forma a orla da heliosfera, chamada heliopausa. Logo dentro, existe uma região turbulenta chamada heliobainha.

Partículas chamadas átomos neutros energéticos, ou ANEs, formadas nesta região distante do espaço, são o foco das pesquisas do IBEX. São criadas quando partículas carregadas e quentes, como as do vento solar, colidem com partículas neutras frias, como as que fluem do espaço interestelar. As velozes partículas do vento solar podem roubar eletrões de átomos interestelares mais lentos, tornando-se neutras.

A viagem destas partículas começa muito antes da deteção pelo IBEX. Depois dos planetas, depois da cintura de asteroides e da Cintura de Kuiper, até chegar à fronteira da heliosfera, uma "rajada" de vento solar demora um ano para percorrer 100 vezes a distância entre a Terra e o Sol. Ao longo do caminho, o vento solar capta átomos ionizados de gases interestelares que se infiltraram na heliosfera. O vento solar que alcança a orla não é o mesmo vento que deixou o Sol um ano antes.

As partículas do vento solar podem passar mais seis meses percorrendo o caos da heliobainha, o golfo entre as duas fronteiras externas de heliosfera. Inevitavelmente, algumas colidem com os gases interestelares e tornam-se neutras energéticas. Estas partículas neutras demoram quase outro ano para a viagem de regresso, atravessando o espaço desde a borda da heliosfera até alcançar a IBEX - caso as partículas viajem na direção certa. De todas as partículas neutras formadas, somente algumas chegam à IBEX. A viagem das partículas mais energéticas na faixa de observações da IBEX demora dois a três anos, até mais tempo para energias mais baixas ou a partir de regiões mais distantes.

A nave IBEX aproveita o facto de que átomos neutros como estes não são desviados pelo campo magnético do Sol: as partículas neutras frescas afastam-se de colisões quase numa linha reta.

A IBEX examina os céus em busca de partículas, observando a sua direção e energia. A sonda deteta apenas uma a cada segundo. O resultado é um mapa da fronteira interestelar, criado a partir do mesmo princípio que um morcego usa para ecolocalizar o seu caminho durante a noite: monitoriza um sinal recebido para aprender mais sobre o seu ambiente. Estudando de onde vêm as partículas neutras, e quando, a missão IBEX pode traçar os limites remotos da nossa heliosfera.

"Temos a sorte de observar isto de dentro da heliosfera," disse Justyna Sokol, cientista visitante que faz parte da equipa de Princeton. "Estes são processos que ocorrem a distâncias muito pequenas. Quando observamos outras estrelas que estão muito distantes, observamos a distâncias de anos-luz, de fora das suas astrosferas." Até a distância entre o Sol e o nariz da heliosfera é pequena quando comparada com muitos, muitos anos-luz.

Usando os mais de 11 anos de dados da IBEX, McComas e a sua equipa puderam estudar mudanças que evoluem ao longo do tempo e que são fundamentais para entender o nosso lugar no espaço.

O vento solar é constante, mas o vento não é estável. Quando o vento "sopra", a heliosfera incha como um balão, e surgem partículas neutras nos limites externos. Quando o vento acalma, o balão contrai; as partículas neutras diminuem. O balancé resultante de partículas neutras, relataram os cientistas, ecoou consistentemente dois a três anos após as mudanças no vento - refletindo a sua viagem até à orla deste balão e para trás.

"Demora muitos anos para estes efeitos alcançarem os limites da heliosfera," disse James Szalay, outro membro da equipa de Princeton. "Termos agora tantos dados da IBEX permite-nos, finalmente, fazer estas correlações de longo prazo."

Moldando a heliosfera

De 2009 a 2014, o vento soprou bastante baixo e constante, uma brisa suave. A heliosfera contraiu. Surgiu então uma surpresa no vento solar, como se o Sol soltasse um grande suspiro. No final de 2014, a sonda da NASA em órbita da Terra detetou o aumento de 50% da pressão do vento solar (desde então permaneceu alta durante vários anos).

Dois anos depois, o forte vento solar levou a uma enxurrada de partículas neutras na heliobainha. Outros dois anos depois, preencheram a maior parte do nariz da heliosfera. Eventualmente, alcançaram os polos norte e sul da heliosfera.

 
À medida que o Sol viaja pelo meio interestelar, cria uma onda densa e quente como a da parte da frente de um barco que navega pelo mar. Nesta ilustração, é a fronteira a azul escuro. A IBEX ajudou os cientistas a determinar a forma da heliosfera, que tem uma cauda parecida à de um cometa.
Crédito: NASA
 

Estas mudanças não foram simétricas. Cada "solavanco" observado traçou as peculiaridades da forma da heliosfera. Os cientistas ficaram surpresos ao ver claramente a onda de vento solar empurrando a heliopausa.

"O tempo e as partículas neutras realmente pintaram, para nós, as distâncias na forma da heliosfera," explicou McComas.

A IBEX ainda não observou os efeitos deste soco cósmico no limite da heliosfera, a heliocauda. Isto significa que o final da cauda está muito mais distante do Sol do que o da frente; estas partículas estão numa viagem muito mais longa. Talvez o vento solar ainda esteja a aproximar-se da cauda, ou talvez as partículas neutras já estejam no caminho de volta. Nos próximos anos, a equipa do IBEX estará atenta a sinais do seu regresso da cauda.

"A natureza 'montou' esta experiência perfeita para melhor entendermos esta fronteira," disse Szalay. "Temos que ver o que acontece quando esta grande coisa - o impulso do vento solar - muda."

No geral, isto mostra uma imagem da heliosfera parecida à forma de um cometa. A forma da heliosfera tem sido motivo de debate nos últimos anos. Alguns argumentaram que a nossa bolha no espaço é esférica como um globo; outros sugeriram que era mais parecida com um croissant. Mas neste estudo, disse McComas, os dados do IBEX mostram claramente que a resposta da heliosfera ao impulso do vento solar foi assimétrica - portanto, a própria heliosfera também deve ser assimétrica. O Sol está situado perto da frente e, à medida que o Sol se move pelo espaço, a heliocauda segue muito mais atrás, algo como a cauda de um cometa.

Enfrentando o maior quebra-cabeças do IBEX

Os muitos anos de dados do IBEX também aproximaram os cientistas da explicação de uma das características mais intrigantes da heliosfera, conhecida como a faixa IBEX. A faixa permanece como uma das maiores descobertas do IBEX. Anunciada em 2009, refere-se a uma vasta região diagonal de partículas neutras energéticas, pintada na frente da heliosfera. Há muito que intriga os cientistas: por que razão é que qualquer parte da fronteira deve ser tão diferente do resto?

Com o tempo, a IBEX indicou que o que forma a faixa é muito diferente do que forma o resto do céu interestelar. É moldada pela direção do campo magnético interestelar. Mas como são produzidas as partículas da faixa? Agora, os cientistas relatam que é muito provável que um processo secundário seja o responsável, fazendo com que a jornada de um certo grupo de partículas neutras energéticas mais ou menos duplique.

 
A faixa permanece uma das maiores descobertas da missão IBEX. Refere-se a uma vasta região diagonal de partículas neutras energéticas, pintada na frente da heliosfera.
Crédito: NASA/IBEX
 

Depois de se tornarem partículas neutras energéticas, em vez de ricochetearem de volta para a espaçonave IBEX, este grupo de partículas corre na direção oposta, atravessa a heliopausa e entra no espaço interestelar. Aí, provam o "sabor" do Fluff Local, viajando até que algumas colidem inevitavelmente com partículas carregadas viajantes, perdendo um eletrão novamente e ficando amarradas ao campo magnético circundante.

Após mais ou menos dois anos, as partículas carregadas podem colidir novamente com homólogas mais lentas, roubando eletrões como o fizeram antes. Depois desta breve migração para lá da heliosfera, as partículas neutras "nascidas duas vezes" podem eventualmente voltar a entrar, regressando a casa.

Os dados da missão IBEX ajudaram os cientistas a ligar a faixa ao longo percurso interestelar das partículas. As partículas que formam a faixa viajaram cerca de dois anos e meio mais do que o resto das partículas neutras observadas. No que diz respeito ao pico do vento solar, a faixa levou mais dois anos, depois do resto da heliosfera, a começar a responder.

Excedendo em muito a sua missão inicial de dois anos, a sonda IBEX receberá em breve companhia de outra missão da NASA, a IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) na qual McComas também é investigador principal. A missão tem lançamento previsto para final de 2024.

"A sonda IMAP é uma oportunidade perfeita para estudar, com grande resolução e sensibilidade, o que a IBEX começou a mostrar-nos, para que possamos realmente obter uma compreensão detalhada da física na fronteira do Sistema Solar," concluiu McComas.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Princeton (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Supplement)
// 11 anos a traçar a fronteira do Sistema Solar (NASA Goddard via YouTube)

 


Saiba mais

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Espaço interestelar:
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IBEX:
NASA
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IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe):
Universidade de Princeton
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New Horizons realiza primeira experiência de paralaxe interestelar

Pela primeira vez, uma espaçonave enviou imagens do céu de tão longe que algumas estrelas parecem estar em posições diferentes das que veríamos na Terra.

A mais de seis mil milhões de quilómetros de casa e a viajar em direção ao espaço interestelar, a sonda New Horizons da NASA já viajou para tão longe que agora tem uma visão única das estrelas mais próximas. "É justo dizer que a New Horizons está a olhar para um céu alienígena, diferente do que vemos na Terra," disse Alan Stern, investigador principal da New Horizons no SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado norte-americano do Colorado. "E isso permitiu-nos fazer algo que nunca havia sido feito antes - ver as estrelas mais próximas visivelmente deslocadas, no céu, das posições que as vemos na Terra."

Nos dias 22 e 23 de abril, a nave virou a sua câmara telescópica de longo alcance para um par de estrelas mais próximas, Proxima Centauri e Wolf 359, mostrando exatamente como aparecem em locais diferentes dos que vemos na Terra. Os cientistas há muito que usam este "efeito de paralaxe" - como uma estrela parece mudar de posição contra o plano de fundo quando vista de diferentes locais - para medir distâncias a estrelas.

 
Esta animação alterna entre duas imagens de Proxima Centauri obtidas pela New Horizons e cá na Terra, claramente ilustrando a diferença do céu da sonda na sua posição do espaço profundo.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/SwRI/Observatório Las Cumbres/Observatório Siding Spring
 

Uma maneira fácil de ver a paralaxe é colocar um dedo com o braço esticado e vê-lo a "pular" para os lados, contra algo no plano de fundo, fechando sucessivamente cada um dos olhos. Da mesma forma, à medida que a Terra orbita o Sol, as estrelas mudam de posição. Mas dado que até as estrelas mais próximas estão centenas de milhares de vezes mais distantes que o diâmetro da órbita da Terra, as mudanças de paralaxe são minúsculas e só podem ser medidas com instrumentação precisa.

"Nenhum olho humano pode detetar estas mudanças," disse Stern.

Mas quando as imagens da New Horizons são combinadas com imagens das mesmas estrelas obtidas nas mesmas datas por telescópios na Terra, a mudança na paralaxe é visível instantaneamente. A combinação produz uma visualização 3D das estrelas "flutuando" em frente dos seus campos estelares de fundo.

"A experiência da New Horizons fornece a maior linha de base de paralaxe alguma vez feita - mais de 6 mil milhões de quilómetros - e é a primeira demonstração de uma paralaxe estelar facilmente observável," disse Tod Lauer, membro da equipa científica da New Horizons do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) da NSF (National Science Foundation), que coordenou a demonstração da paralaxe.

"A nave New Horizons é verdadeiramente uma missão pioneira, e esta demonstração da paralaxe estelar não é diferente," disse Kenneth Hansen, cientista do programa New Horizons na sede da NASA em Washington. "A New Horizons continua a afastar-se da Terra em direção ao espaço interestelar e continua a transmitir dados novos e interessantes para a ciência planetária."

 
Esta animação alterna entre duas imagens de Wolf 359 obtidas pela New Horizons e cá na Terra, claramente ilustrando a diferença do céu da sonda na sua posição do espaço profundo.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/SwRI/Observatório Las Cumbres/Observatório Siding Spring
 

Trabalhando em estéreo

Lauer, John Spence, cientista do projeto New Horizons no SwRI e Brian May, o famoso guitarrista da banda Queen, ele próprio astrofísico e colaborador da equipa científica, entusiasta de imagens estéreo, criaram as imagens que mostram claramente o efeito da grande distância entre a Terra e as duas estrelas próximas.

"Pode-se argumentar que em astroestereoscopia - imagens 3D de objetos astronómicos - a equipa da New Horizons da NASA já lidera o campo, tendo fornecido imagens estereoscópicas surpreendentes de Plutão e do objeto remoto da Cintura de Kuiper, Arrokoth," disse May. "Mas a experiência estereoscópica mais recente da New Horizons quebra todos os recordes. Estas fotografias de Proxima Centauri e Wolf 359 - estrelas bem conhecidas dos astrónomos amadores e de aficionados por ficção científica - utilizam a maior distância entre pontos de vista já alcançada em 180 anos de estereoscopia!"

As imagens associadas de Proxima Centauri e Wolf 359 foram fornecidas pelo Observatório Las Cumbres, operando um telescópio remoto no Observatório Siding Spring na Austrália, e pelos astrónomos John Kielkopf, da Universidade de Louisville, e Karen Collins, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, operando um telescópio remoto no Observatório de Mt. Lemmon, no estado norte-americano do Arizona.

"As comunidades astronómicas profissionais e amadoras há muito que esperavam por isto, e estavam em pulgas por fazer um pouco de história da exploração espacial," disse Lauer. "As imagens recolhidas na Terra quando a New Horizons estava a observar Proxima Centauri e Wolf 359 realmente excederam as minhas expetativas."

 
Brian May, o famoso guitarrista da banda Queen, ele próprio astrofísico e colaborador da equipa New Horizons, usa um visualizador OWL (por ele patenteado) para observar imagens estéro de Proxima Centauri obtidas cá na Terra e pela sonda New Horizons a aproximadamente 7 mil milhões de quilómetros de distância.
Crédito: Brian May
 

Um "primeiro" da navegação interestelar

Ao longo da história, os navegadores usaram medições das estrelas para estabelecer a sua posição na Terra. Os navegadores interestelares podem fazer o mesmo para estabelecer a sua posição na Galáxia, usando uma técnica que a New Horizons demonstrou pela primeira vez. Embora o rastreamento de rádio pela DSN (Deep Space Network) da NASA seja muito mais preciso, a sua primeira utilização é um marco significativo do que um dia poderá tornar-se a exploração humana da Via Láctea.

No momento das observações, a New Horizons estava a mais ou menos 7 mil milhões de quilómetros da Terra, onde um sinal de rádio, viajando à velocidade da luz, precisava de pouco menos de 6 horas e meia para chegar a "casa".

Lançada em 2006, a New Horizons é a primeira missão a Plutão e à Cintura de Kuiper. Explorou Plutão e as suas luas em julho de 2015 - completando o reconhecimento dos planetas da era espacial que teve início 50 anos antes - e continuou a sua viagem inigualável de exploração com o "flyby" pelo objeto da Cintura de Kuiper, Arrokoth, em janeiro de 2019. A New Horizons eventualmente acabará por deixar o Sistema Solar, juntando-se às Voyager e às Pioneer a caminho das estrelas.

// JHUAPL (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)

 


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04/02/2020 - Ver estrelas em 3D: o novo programa de paralaxe da New Horizons

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Astrónomo usa dados do Hubble com 25 anos para confirmar o planeta Proxima Centauri c
 
Imagens combinadas do instrumento SPHERE do VLT (Very Large Telescope) no Chile, que parecem mostrar Proxima Centauri c como um ponto brilhante. A posição é a prevista do planeta na sua órbita. A estrela está escondida por trás do círculo preto no centro.
Crédito: Gratton et al./A&A/Nature Astronomy
 

Fritz Benedict usou dados que obteve ao longo de duas décadas com o Telescópio Espacial Hubble para confirmar a existência de outro planeta em torno da vizinha mais próxima do Sol, Proxima Centauri, e para determinar a órbita e a massa do planeta. Benedict, cientista do Observatório McDonald e da Universidade do Texas em Austin, EUA, apresentou os seus achados numa sessão científica e de seguida numa conferência de imprensa numa reunião da Sociedade Astronómica Americana.

Proxima Centauri tem feito manchetes frequentemente desde 2016, quando cientistas como Michael Endl, do Observatório McDonald, encontraram o seu primeiro exoplaneta, Proxima Centauri b. A descoberta incitou especulação sobre os tipos de estudos aprofundados que podem ser feitos a um exoplaneta tão próximo do nosso Sistema Solar.

Além disso, no início deste ano, um grupo liderado por Mario Damasso do INAF (Instituto Nacional de Astrofísica, em Turim, Itália), anunciou que podia ter sido descoberto outro planeta em órbita de Proxima Centauri, um pouco mais distante. Este grupo usou observações de velocidade radial, ou seja, medições do movimento da estrela no céu para deduzir que o possível planeta (chamado Proxima Centauri c) orbita a estrela a cada 1907 dias a uma distância de 1,5 UA (ou seja, 1,5 vezes a distância Terra-Sol).

Ainda assim, a existência do planeta c estava longe de confirmada. Assim sendo, Benedict decidiu voltar a visitar os seus estudos de Proxima Centauri a partir da década de 1990, feitos com o Telescópio Espacial Hubble. Para esse estudo, usou o instrumento FGS (Fine Guidance Sensors) do Hubble.

Embora o seu papel principal seja garantir a orientação precisa do telescópio, Benedict e outros usaram rotineiramente o FGS para um tipo de investigação chamada astrometria: a medição precisa das posições e movimentos dos corpos celestes. Neste caso, usou o FGS para procurar o movimento de Proxima Centauri no céu provocado por "puxões" de quaisquer potenciais planetas.

 
Fritz Benedict.
Crédito: Observatório McDonald
 

Quando Benedict e a sua parceira de investigação Barbara MacArthur estudaram originalmente Proxima Centauri na década de 1990, disse, só procuraram planetas com períodos orbitais de 1000 dias terrestres ou menos. Não encontraram nenhum. Ele agora revisitou esses dados para verificar se existiam sinais de um planeta com um período orbital mais longo.

De facto, Benedict encontrou um planeta com um período orbital de aproximadamente de aproximadamente 1907 dias "enterrado" em dados do Hubble com 25 anos. Esta foi uma confirmação independente da existência de Proxima Centauri c.

Logo depois, uma equipa liderada por Raffaele Gratton do INAF publicou imagens do planeta em vários pontos da sua órbita que haviam obtido com o instrumento SPHERE acoplado ao VLT (Very Large Telescope) no Chile.

Benedict então combinou as descobertas dos três estudos: a sua própria astrometria do Hubble, os estudos de velocidade radial de Damasso e as imagens de Gratton para refinar bastante a massa de Proxima Centauri c. Descobriu que o planeta é cerca de 7 vezes mais massivo do que a Terra.

Esta análise mostra o poder de combinar vários métodos independentes para estudar um exoplaneta. Cada abordagem tem os seus pontos fortes e fracos, mas juntas servem para confirmar a existência de Proxima Centauri c.

"Basicamente, esta é uma história de como dados antigos podem ser muito úteis para obter novas informações," acrescentou Benedict. "Também é uma história de quão difícil é aposentarmo-nos se formos astrónomos, porque isto é muito divertido!"

// Observatório McDonald (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Research notes of the AAS)

 


Saiba mais

CCVAlg - Astronomia:
21/01/2020 - Pode ter sido descoberto um segundo exoplaneta em torno de Proxima Centauri

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Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

Proxima Centauri:
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Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
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Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

 
   
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