Com o outono a terminar, a noite reserva-nos todos os planetas mais lentos que a Terra.
Realizadas mensalmente, estas sessões tentam focar num tema de relevância à data da atividade, devido a algum acontecimento astronómico ou oportunidade de observação, ou alguma notícia recente de astronomia que motive a atividade. A observação noturna está obviamente sempre dependente do hemisfério celeste observável, bem como das condições meteorológicas ou ambientais disponíveis.
Data: 10 de dezembro Hora: 20:30 horas
Local:Centro Ciência Viva do Algarve
Público-alvo: Jovens e Adultos Preço: 2€ Adultos / 1€ Jovens (Lotação máxima de 5 pessoas. Grátis para membros do AstroClube)
INSCRIÇÃO OBRIGATÓRIA - seguir este link Telefone: 289 890 920 E-mail: info@ccvalg.pt
Efemérides
Dia 27/11: 332.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1701 nascia Anders Celsius, astrónomo, físico e matemático sueco. Fundou o Observatório Astronómico de Uppsala em 1741, e em 1742 propôs a escala de temperatura que tem o seu nome.
Em 1871 nascia Giovanni Giorgi, engenheiro eléctrico italiano que inventou o sistema de medição Giorgi, o percursor do SI (Sistema Internacional).
Em 1971, a sonda soviética Mars-2, apesar do seu falhanço, torna-se no primeiro objeto feito pelo Homem a atingir Marte.
Em 2001, é descoberta, pelo Hubble, uma atmosfera de hidrogénio e sódio no planeta extrasolar HD 209458 (Osiris), a primeira atmosfera detetada num planeta extrasolar. Observações: Os brilhantes planetas Júpiter e Saturno estão quase tão perto um do outro (2,6º) quanto as modestas estrelas de terceira magnitude Alpha e Beta Capricorni por cima deles (separação de 2,3º). Espere pela noite para observar as estrelas fracas.
Dia 28/11: 333.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1964, a NASA lança a sonda Mariner 4.
Foi a primeira sonda a fazer um voo rasante pelo Planeta Vermelho e a primeira a enviar imagens da superfície de outro mundo a partir do espaço profundo.
Em 2000, é descoberto 20000 Varuna, um objeto da Cintura de Kuiper. É provavelmente um planeta anão. Observações: As estrelas mais brilhantes de Cassiopeia formam o bem conhecido "W", mas a constelação vira-se agora para formar um "M", bem alto a norte com o passar da noite.
Dia 29/11: 334.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1803, nascia Christian Doppler, matemático e físico austríaco, famoso pela sua descoberta do que é agora denominado efeito Doppler.
Em 1961, Enos, um chimpanzé, é lançado para o espaço a bordo da missão Mercury-Atlas 5. A nave orbitou a Terra duas vezes e aterrou no mar perto da costa de Porto Rico.
Em 1965, a agência espacial canadiana lança o satélite Alouette 2.
Em 1967, lançamento de primeiro satélite australiano, o WRESAT. Observações: Esta noite a brilhante Lua, praticamente Cheia, brilha entre Aldebarã, para baixo, e as Plêiades, para cima. Para a esquerda encontra-se Capella.
Dia 30/11: 335.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1756 nascia Ernst Chladni, físico e músico alemão, conhecido como o "pai dos meteoritos". Também calculou a velocidade do som para gases diferentes.
Em 1954, Ann Elizabeth Hodges é atingida por um meteorito de 5 kg no estado norte-americano do Alabama. É o único caso documentado de um meteorito ter atingido uma pessoa.
Em 2000, lançamento da missão STS-97, do vaivém espacial Endeavour. Observações: Lua Cheia, pelas 09:30. Esta noite o nosso satélite natural deslocou-se um pouco para a esquerda de Aldebarã, tendo novamente Capella mais para a sua esquerda e um pouco para cima.
Uma explosão do passado
Uma equipa internacional de astrónomos usando o instrumento GNIRS acoplado ao telescópio Gemini Norte descobriu que CK Vulpeculae, vista pela primeira vez como uma nova estrela brilhante em 1670, está aproximadamente cinco vezes mais distante do que se pensava anteriormente. Isto torna a explosão de CK Vulpeculae em 1670 muito mais energética do que o estimado anteriormente e coloca-a numa classe misteriosa de objetos que são demasiado brilhantes para serem membros do tipo bem conhecido de explosões denominadas novas, mas demasiado fracas para serem supernovas.
A enigmática nebulosa CK Vulpeculae. A equipa de astrónomos mediu as velocidades e mudanças nas posições de dois pequenos arcos avermelhados a cerca de 1/4 do topo e da parte inferior para ajudar a determinar que a nebulosa está a expandir-se cinco vezes mais depressa do que se pensava anteriormente.
Crédito: Observatório Gemini/NOIRLab/NSF/AURA; processamento: Travis Rector (Universidade do Alaska em Anchorage), Jen Miller (Observatório Gemini/NOIRLab da NSF), Mahdi Zamani & Davide de Martin
Há 350 anos, o monge francês Anthelme Voituret viu uma nova estrela reluzente brilhar na constelação de Raposa (ou Vulpecula). Nos meses seguintes, a estrela tornou-se quase tão brilhante quanto a Estrela Polar e foi monitorizada por alguns dos principais astrónomos da altura antes de desvanecer após um ano (os astrónomos do século XVII que observaram esta nova e brilhante estrela CK Vulpeculae incluem o astrónomo polaco Johannes Hevelius e o astrónomo franco-italiano Giovanni Domenico Cassini, que descobriu quatro das luas de Saturno. Após desaparecer em 1671 houveram várias tentativas infrutíferas, ao longo dos séculos, de a observar novamente, algumas por astrónomos famosos como Halley, Pickering e Humason).
A nova estrela eventualmente ganhou o nome de CK Vulpeculae e foi considerada por muito tempo o primeiro exemplo documentado de uma nova - um evento astronómico fugaz decorrente de uma explosão num sistema binário próximo no qual um membro é uma anã branca, o remanescente de uma estrela semelhante ao Sol. No entanto, uma série de resultados recentes colocou a classificação de longa data de CK Vulpeculae como uma nova em dúvida.
Em 2015, uma equipa de astrónomos sugeriu que o aparecimento de CK Vulpeculae em 1670 foi o resultado de duas estrelas normais passando por uma colisão cataclísmica. Pouco mais de três anos depois, os mesmos astrónomos propuseram ainda que uma das estrelas era na verdade uma estrela gigante vermelha inchada, após a descoberta de um isótopo radioativo de alumínio nas imediações do local da explosão de 1670. Para complicar ainda mais a situação, um outro grupo de astrónomos propôs uma interpretação diferente. No seu artigo, também publicado em 2018, sugeriram que o brilho repentino em 1670 foi o resultado da fusão entre uma anã castanha - uma estrela falhada demasiado pequena para brilha através da fusão termonuclear que alimenta o Sol - e uma anã branca.
Agora, a acrescentar ao mistério em andamento em torno de CK Vulpeculae, novas observações do Observatório Gemini, um Programa do NOIRLab da NSF, revela que este objeto astronómico enigmático está muito mais longe e expeliu gás a velocidades muito mais altas do que relatado anteriormente.
Esta equipa, liderada por Dipankar Banerjee do Laboratório de Investigação Física Ahmedabad, na Índia, Tom Geballe do Observatório Gemini e por Nye Evans da Universidade Keele no Reino Unido, planeou inicialmente usar o instrumento GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph) no Gemini Norte em Maunakea, Hawaii, para confirmar a deteção de 2018 de alumínio radioativo no coração de VK Vulpeculae. Depois de perceberem que esta deteção infravermelha seria muito mais difícil do que originalmente pensavam, os astrónomos improvisaram e obtiveram observações infravermelhas de toda a extensão de CK Vulpeculae, incluindo os dois fragmentos de nebulosidade nas suas fronteiras mais externas.
"A chave para a nossa descoberta foram as medições GNIRS obtidas nas orlas externas da nebulosa," elaborou Geballe. "A assinatura dos átomos de ferro desviados para o vermelho e para o azul aí detetados mostra que a nebulosa está a expandir-se muito mais depressa do que as observações anteriores sugeriam".
Assim como o tom de uma sirene de uma ambulância muda dependendo se o veículo se move na nossa direção ou se afasta, os objetos astronómicos mudam de cor dependendo se estão a mover-se na direção do observador ou afastando-se do observador. Os objetos que se afastam da Terra ficam mais vermelhos (o chamado desvio para o vermelho) e os objetos que se aproximam ficam mais azuis (o chamado desvio para o azul).
O autor principal e astrónomo Banerjee explica: "Não suspeitávamos que era isso que íamos encontrar. Foi emocionante quando descobrimos algum gás a viajar a uma velocidade inesperadamente alta de aproximadamente 7 milhões de quilómetros por hora. Isto sugeriu uma história diferente para CK Vulpeculae do que havia sido teorizado."
Esta imagem de campo amplo mostra o céu em torno da localização da histórica explosão estelar CK Vulpeculae. Os remanescentes da explosão são apenas muito tenuamente visíveis no centro da imagem.
Crédito: ESO/DSS 2; Reconhecimento - Davide De Martin
Ao medir a velocidade de expansão da nebulosa e quanto as nuvens mais externas se moveram durante os últimos dez anos, e contabilizando a inclinação da nebulosa no céu noturno, que havia sido estimada anteriormente por outros, a equipa determinou que CK Vulpeculae fica a aproximadamente 10.000 anos-luz de distância do Sol - cerca de cinco vezes mais distante do que se pensava anteriormente. Isto quer dizer que a explosão de 1670 foi muito mais brilhante, libertando cerca de 25 vezes mais energia do que o estimado anteriormente (o brilho de um objeto é inversamente proporcional ao quadrado da distância de um observador. No caso de CK Vulpeculae, se a explosão ocorreu cinco vezes mais longe, deverá ser 5^2 = 25 vezes mais brilhante). Esta estimativa muito maior da quantidade de energia libertada significa que qualquer evento que provocou o súbito aparecimento de CK Vulpeculae em 1670 foi muito mais violento do que uma simples nova.
"Em termos de energia libertada, a nossa descoberta coloca CK Vulpeculae aproximadamente a meio caminho entre uma nova e uma supernova," comentou Evans. "É um dos poucos objetos deste tipo na Via Láctea e a causa - ou causas - das explosões nesta classe intermédia de objetos permanece desconhecida. Acho que todos nós sabemos o que CK Vulpeculae não é, mas ninguém sabe o que é."
A aparência visual da nebulosa CK Vulpeculae e as altas velocidades observadas pela equipa podem ajudar os astrónomos a reconhecer relíquias de eventos semelhantes - na nossa Via Láctea ou noutras galáxias - que ocorreram no passado.
"É difícil nesta altura fornecer uma explicação definitiva ou convincente para a origem da explosão de CK Vulpeculae em 1670," concluiu Banerjee. "Mesmo 350 anos após a descoberta de Voituret, a natureza da explosão permanece um mistério."
Hubble avista possível "jogo de sombras" do disco em torno de um buraco negro
Algumas das vistas mais deslumbrantes do nosso céu ocorrem ao pôr-do-Sol, quando a luz do Sol penetra nas nuvens, criando uma mistura de raios brilhantes e escuros formados pelas sombras das nuvens e pelos feixes de luz dispersos pela atmosfera.
Os astrónomos que estudam a galáxia próxima IC 5063 estão fascinados por um efeito semelhante em imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA. Neste caso, uma coleção de estreitos raios brilhantes e sombras escuras pode ser vista a irradiar do centro extremamente brilhante da galáxia ativa.
Uma equipa de astrónomos, liderada por Peter Maksym do Centro Harvard & Smithsonian para Astrofísica, em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts, rastreou os raios de volta ao núcleo da galáxia, a localização de um buraco negro supermassivo e ativo. Um buraco negro é uma região densa e compacta do espaço que engole luz e matéria sob a força esmagadora da gravidade. O objeto monstruoso alimenta-se freneticamente de material em queda, produzindo um poderoso jato de luz oriundo do gás superaquecido na sua vizinhança.
Esta imagem, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble, mostra o coração da galáxia vizinha ativa IC 5063 e revela uma mistura de raios brilhantes e sombras escuras oriundos do núcleo escaldante, o lar de um buraco negro supermassivo. Os astrónomos sugerem que um anel de material poeirento em redor do buraco negro pode estar a provocar a sua sombra no espaço. De acordo com o seu cenário, este jogo de luzes e smobras pode ocorrer quando a luz irradiada pelo buraco negro monstruoso atinge o anel de poeira, que está enterrado nas profundezas do núcleo. A luz atravessa lacunas no anel, criando os raios brilhantes em forma de cone. No entanto, manchas mais escuras no disco bloqueiam parte da luz, provocando sombras escuras e longas por toda a galáxia. Este fenómeno é parecido à luz solar que atravessa as nossas nuvens terrestres ao pôr-do-Sol, criando uma mistura de raios brilhante e sombras escuras formadas por feixes de luz espalhados pela atmosfera. No entanto, os raios brilhantes e as sombras escuras de IC 5063 ocorrem a uma escala muito maior, atingindo pelo menos 36.000 anos-luz. IC 5063 fica a 156 milhões de anos-luz da Terra. As observações foram obtidas nos dia 7 de março e 25 de novembro de 2019 pelos instrumentos WFC3 (Wide Field Camera 3) e ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble.
Crédito: NASA, ESA e W.P. Maksym (CfA)
Embora os investigadores tenham desenvolvido várias teorias plausíveis para o show de luzes, a ideia mais intrigante sugere que um anel interno em forma de tubo, ou toro, composto por material empoeirado em torno do buraco negro, está a lançar a sua sombra no espaço.
De acordo com o cenário proposto por Maksym, o disco de poeira em torno do buraco negro não bloqueia toda a luz. As lacunas no disco permitem que a luz irradie, criando raios brilhantes em forma de cone semelhantes a dedos de luz às vezes vistos ao pôr-do-Sol. No entanto, os raios em IC 5063 estão a ocorrer a uma escala muito maior, atingindo pelo menos 36.000 anos-luz.
Parte da luz atinge manchas densas no anel, provocando a sombra do anel no espaço. Estas sombras aparecem como formas escuras de dedos intercaladas com raios brilhantes. Estes feixes e sombras são visíveis porque o buraco negro e o seu anel estão inclinados para o lado em relação ao plano da galáxia. Este alinhamento permite que os feixes de luz se estendam para lá da galáxia.
Esta interação de luz e sombra fornece uma visão única da distribuição do material que rodeia o buraco negro. Em algumas áreas, o material pode assemelhar-se a nuvens dispersas. Se esta interpretação estiver correta, as observações podem fornecer uma sonda indireta da estrutura mosqueada do disco.
"Estou mais animado com a ideia da sombra do toro porque é um efeito muito giro que acho que não vimos antes em imagens, embora tenha sido teorizado," disse Maksym. "Cientificamente, está a mostrar-nos algo que é difícil - geralmente impossível - de ver diretamente. Sabemos que este fenómeno deve acontecer, mas, neste caso, podemos ver os efeitos por toda a galáxia. O saber mais sobre a geometria do toro terá implicações para qualquer um que esteja a tentar entender o comportamento dos buracos negros supermassivos e dos seus ambientes. À medida que uma galáxia evoluiu, é moldada pelo seu buraco negro central."
O estudo do toro é importante porque canaliza material para o buraco negro. Se a interpretação da "sombra" estiver correta, os raios escuros fornecem evidências diretas de que o disco em IC 5063 pode ser muito fino, o que explica porque é que a luz está a irradiar por toda a estrutura.
As observações de buracos negros semelhantes, pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA, detetaram raios-X irradiados das aberturas no toro, tornando a estrutura uma espécie de queijo suíço. Os buracos podem ser provocados pela pressão aplicada no disco por forças internas, causando a sua deformação, disse Maksym. "É possível que a distorção crie lacunas grandes o suficiente para que parte da luz consiga brilhar para fora e, conforme o toro gira, feixes de luz podem varrer a galáxia como a luz de um farol num nevoeiro," acrescentou.
A mesma imagem, anotada, que ajuda a identificar as sombras em forma do cone que penetram através do toro de material de poeira em torno do buraco negro da galáxia IC 5063.
Crédito: NASA, ESA e W.P. Maksym (CfA)
Ciência cidadã fortuita
Embora esta galáxia seja estudada pelos astrónomos há décadas, foi necessária uma não-cientista para fazer a surpreendente descoberta. Judy Schmidt, artista e astrónoma amadora de Modesto, Califórnia, descobriu as sombras escuras quando reprocessou as exposições do Hubble em dezembro de 2019. Schmidt rotineiramente vasculha o arquivo do Hubble em busca de observações interessantes que possa transformar em belas imagens. Ela partilha essas imagens no seu Twitter para os seus muitos seguidores, que incluem astrónomos como Maksyim.
Schmidt selecionou as observações Hubble de IC 5063 do arquivo porque está interessada em galáxias que têm núcleos ativos. As sombras em forma de cone não eram aparentes nas exposições originais, de modo que ficou surpreendida ao vê-las na sua imagem reprocessada. "Eu não tinha ideia de que estavam lá e, mesmo depois de a processar, continuei a perguntar-me se estava realmente a ver o que pensava que estava a ver," disse.
Ela imediatamente publicou a imagem na sua conta do Twitter. "Era algo que eu nunca tinha visto antes, e mesmo que eu tivesse fortes suspeitas de que eram raios de sombra ou 'raios crepusculares', como Peter os apelidou, é fácil deixar a imaginação e o pensamento ansioso correrem soltos," explicou. "Achei que se estivesse errada, alguém me corrigiria rapidamente."
A imagem gerou uma animada discussão no Twitter entre os seus astrónomos seguidores, incluindo Maksym, que debateu a origem dos raios. Maksym já tinha analisado imagens Hubble dos jatos produzidos pelo buraco negro da galáxia. De modo que assumiu a liderança no estudo dos raios e na redação de um artigo científico. O seu estudo é baseado em observações no infravermelho próximo feitas pelos instrumentos WFC3 (Wide Field Camera 3) e ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble em março e novembro de 2019. A luz vermelha e no infravermelho próximo perfura a galáxia empoeirada para revelar os detalhes que podem estar envoltos em poeira.
Esta descoberta não teria sido possível sem a visão detalhada do Hubble. A galáxia também está relativamente perto, a apenas 156 milhões de anos-luz da Terra. "Imagens mais antigas obtidas por telescópios terrestres talvez mostrassem indícios deste tipo, mas a própria galáxia é uma tal 'bagunça' que nunca imaginaríamos que era isto que estava a acontecer sem o Hubble," explicou Maksym. "O Hubble tem imagens nítidas, é sensível a coisas ténues e tem um campo de visão grande o suficiente para visualizar a galáxia inteira."
Maksym espera continuar o seu estudo da galáxia para determinar se o seu cenário está correto. "Queremos continuar a investigar e será ótimo se outros cientistas tentarem testar também as nossas conclusões, com novas observações e modelos," disse. "Este é um projeto que implora por novos dados porque levanta mais perguntas do que respostas."
Os resultados da equipa foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.
Um disco de formação planetária ainda alimentado pela nuvem-mãe
Esta imagens a cores falsas mostra os filamentos de acreção em torno da protoestrela [BHB2007] 1. As grandes estruturas são fluxos de gás molecular (CO) que alimentam o disco que rodeia a protoestrela. A inserção mostra a emissão de poeira do disco, visto de lado. Os "buracos" no mapa de poeira representam uma enorme divisão anular vista (de lado) na estrutura do disco.
Crédito: Instituto Max Planck para Física Extraterrestre
Os sistemas estelares como o nosso formam-se dentro de nuvens interestelares de gás e poeira que colapsam produzindo estrelas jovens rodeadas por discos protoplanetários. Os planetas formam-se dentro destes discos protoplanetários, deixando divisões claras, que foram recentemente observadas em sistemas evoluídos, no momento em que a nuvem-mãe foi dissipada. O ALMA revelou agora um disco protoplanetário evoluído com uma grande divisão ainda sendo alimentado pela nuvem circundante por meio de grandes filamentos de acreção. Isto mostra que a acreção de material no disco protoplanetário continua por mais tempo do que se pensava anteriormente, afetando a evolução do futuro sistema planetário.
Uma equipa de astrónomos liderados pelo Dr. Felipe Alves do Centro para Estudos Astroquímicos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudar o processo de acreção no objeto estelar [BHB2007] 1, um sistema localizado na ponta da Nuvem Molecular do Cachimbo. Os dados do ALMA revelam um disco de poeira e gás em torno da protoestrela e grandes filamentos de gás em torno deste disco. Os cientistas interpretam estes filamentos como "serpentinas" de acreção que alimentam o disco com material extraído da nuvem ambiente. O disco reprocessa o material acretado, entregando-o à protoestrela. A estrutura observada é muito invulgar para objetos estelares neste estágio de evolução - com uma idade estimada em 1.000.000 anos - quando os discos circunstelares já estão formados e amadurecidos para a formação planetária. "Ficámos surpreendidos ao observar filamentos de acreção tão proeminentes a cair no disco," disse Alves. "A atividade dos filamentos de acreção demonstra que o disco ainda está a crescer enquanto simultaneamente nutre a protoestrela."
A equipa também relata a presença de uma enorme lacuna dentro do disco. A divisão tem uma largura de 70 unidades astronómicas e abrange uma zona compacta de gás molecular quente. Além disso, dados suplementares em frequências rádio pelo VLA (Very Large Array) apontam para a existência de emissão não-térmica no mesmo local onde foi detetado o gás quente. Estas duas linhas de evidência indicam que um objeto subestelar - um jovem planeta gigante ou uma anã castanha - está presente na divisão. À medida que este companheiro acreta material do disco, aquece o gás e possivelmente fornece energia a fortes ventos ionizados e/ou jatos. A equipa estima que um objeto com uma massa entre 4 e 70 massas de Júpiter seja necessário para produzir a lacuna observada no disco.
Duas observações diferentes do disco protoplanetário mostram assinaturas da formação de um companheiro da protoestrela. A escala cinza representa a emissão térmica da poeira do disco, tal como a inserção da imagem anterior. Os contornos vermelho e azul mostram os níveis do brilho molecular do CO do lado norte/sul da divisão de poeira observada com o ALMA. Esta localização coincide com uma zona de emissão não-térmica que traça gás ionizado (contornos verdes) observados com o VLA, observada em adição à protoestrela (centro da imagem). A equipa propõe que tanto o gás ionizado quando o gás molecular quente sejam devidos à presença de um protoplaneta ou anã castanha na lacuna. A configuração de tal sistema pode ser vista à direita.
Crédito: Instituto Max Planck para Física Extraterrestre; ilustração - Gabriel A. P. Franco
"Apresentamos um novo caso de formação estelar e planetária a ocorrer em conjunto," afirma Paola Caselli, diretora do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e líder do Centro para Estudos Astroquímicos. "As nossas observações indicam fortemente que os discos protoplanetários continuam a acumular material também após o início da formação planetária. Isto é importante porque o material fresco que cai no disco afetará tanto a composição química do futuro sistema planetário quanto a evolução dinâmica de todo o disco." Estas observações também impõem novas restrições temporais para a formação dos planetas e da evolução do disco, esclarecendo como sistemas estelares como o nosso são esculpidos a partir da nuvem original.
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