Em abril celebra-se a exploração espacial, e faremos uma viagem por algumas destas descobertas fora deste mundo.
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.
Data: 8 de abril de 2021 Hora: 21:00 horas
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Efemérides
Dia 06/04: 96.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1965, lançamento do Intelsat I, o primeiro satélite de telecomunicações a ser colocado em órbita geosíncrona.
Em 1973, lançamento da Pioneer 11.
Em 1993, cientistas da NASA, usando o Explorador Ultravioleta Internacional (IUE), descobrem provas diretas de que as estrelas supergigantes vermelhas terminam a sua existência em explosões massivas conhecidas como supernovas.
A 12 milhões de anos-luz de distância, na galáxia conhecida como M81, a supernova do Tipo II foi designada SN 1993J, a décima supernova do ano. Observações: A estrela brilhante alta a oeste-noroeste durante e após o anoitecer é Capella. A sua pálida cor amarela é a mesma do Sol, o que significa que têm ambas mais ou menos a mesma temperatura. De outro modo, Capella é muito diferente. É na realidade duas estrelas gigantes amarelas que se orbitam uma à outra a cada 104 dias. Mais: para observadores telescópicos, são acompanhadas por um segundo par mais íntimo e distante de anãs vermelhas: Capella H e L, magnitudes 10 e 13.
Dia 07/04: 97.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1983, durante a missão STS-6, os astronautas Story Musgrave e Don Peterson fazem o primeio passeio espacial do vaivém espacial.
Em 1991, era ativado o Observatório de Raios-Gama Compton.
Em 2001, primeiro voo com êxito do Proton M.
Em 2001 era lançada a sonda Mars Odyssey. A missão orbital tem como objetivo mapear os elementos marcianos e os minerais, procurar água e analisar o ambiente da radiação.
Alcançou a órbita do Planeta Vermelho a 24 de outubro de 2001, mas os seus instrumentos só foram ligados a 14 de fevereiro de 2002.
Em 2010, imagens obtidas pela sonda Cassini confirmam a existência de uma exosfera em redor da lua Dione. Observações: Castor e Pollux brilham juntas quase por cima das nossas cabeças a sul depois do cair da noite. Pollux é o "gémeo" mais brilhante. Desenhe uma linha de Castor até Pollux, siga-a por aproximadamente 26º (cerca de dois punhos e meio à distância do braço esticado) e chega à cabeça ténue de Hidra, a Serpente Marinha. Num céu sem Lua, é um grupo estelar subtil mais distintivo, com mais ou menos o tamanho do polegar. Uns binóculos mostram o grupo facilmente sob poluição luminosa ou luar. Continue a linha por mais punho e meio e encontrará a estrela de segunda magnitude Alphard, o coração laranja da Hidra.
Outra maneira de encontrar a cabeça de Hidra: está quase a meio entre Procyon e Régulo.
Dia 08/04: 98.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1964, lançamento da nave não-tripulada Gemini 1.
A missão terminou depois de 3 órbitas. A nave desintegra-se 3,5 dias a seguir ao lançamento. Todos os objetivos primários e secundários foram atingidos.
Em 2008, Yi So-Yeon torna-se a primeira coreana e a segunda mulher asiática a ir ao espaço. Observações: Nesta altura do ano, as duas estrelas de Cão Maior alinham-se verticalmente ao fim do lusco-fusco. Olhe para sudoeste. A brilhante Sirius em Cão Maior está por baixo, e Procyon de Cão Menor está mais acima.
Estrelas de neutrões que espiralam uma em direção à outra fornecem pistas sobre as forças que ligam as partículas subatómicas
Cientistas da Universidade de Bath descobriram uma nova maneira de estudar a estrutura interna das estrelas de neutrões, dando aos físicos nucleares uma nova ferramenta para estudar as estruturas que constituem a matéria a nível atómico.
As estrelas de neutrões são estrelas mortas que foram comprimidas pela gravidade até ao tamanho de pequenas cidades. Contêm a matéria mais extrema do Universo, o que significa que são os objetos mais densos que existem (para comparação, se a Terra fosse comprimida à densidade de uma estrela de neutrões, teria apenas algumas centenas de metros em diâmetro, e todos os humanos caberiam numa colher de chá). Isto torna as estrelas de neutrões laboratórios naturais únicos para os físicos nucleares, cuja compreensão da força que une as partículas subatómicas é limitada ao seu trabalho em núcleos atómicos na Terra. O estudo de como esta força se comporta em condições mais extremas fornece uma maneira de aprofundar o seu conhecimento.
A física dos núcleos massivos podem ser estudados medindo a "nota" a que a ressonância entre estrelas de neutrões em fusão faz com que a crosta sólida das estrelas de neutrões se estilhaça.
Crédito: Universidade de Bath
É aqui que entram os astrofísicos, que olham para as galáxias distantes a fim de desvendar os mistérios da física.
Num estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, astrofísicos da Universidade de Bath descobriram que a ação de duas estrelas de neutrões que se movem cada vez mais depressa enquanto espiralam em direção a uma violenta colisão fornece pistas da composição do material das estrelas de neutrões. Com estas informações, os físicos nucleares estarão numa posição mais forte para calcular as forças que determinam a estrutura de toda a matéria.
Ressonância
É por meio do fenómeno de ressonância que a equipa fez a sua descoberta. A ressonância ocorre quando uma força é aplicada a um objeto na sua frequência natural, gerando um grande movimento vibracional, muitas vezes catastrófico. Um exemplo bem conhecido de ressonância pode ser encontrado quando uma cantora de ópera quebra um vidro, cantando alto o suficiente a uma frequência que corresponde aos modos de oscilação do vidro.
Quando um par de estrelas de neutrões em espiral atinge um estado de ressonância, a sua crosta sólida - que se pensa ser 10 mil milhões de vezes mais forte do que o aço - estilhaça-se. Isto resulta na libertação de um surto brilhante de raios-gama que pode ser visto por satélites. As estrelas que espiralam uma em direção à outra também libertam ondas gravitacionais que podem ser detetadas por instrumentos na Terra. Os investigadores descobriram que, medindo tanto a explosão quanto o sinal da onda gravitacional, podem calcular a "energia de simetria" da estrela de neutrões.
A energia de simetria é uma das propriedades da matéria nuclear. Controla a proporção das partículas subatómicas (protões e neutrões) que compõem um núcleo e como essa proporção muda quando submetida às densidades extremas encontradas nas estrelas de neutrões. Uma leitura da energia de simetria daria, portanto, uma forte indicação da composição das estrelas de neutrões e, por extensão, dos processos pelos quais todos os protões e neutrões se juntam e das forças que determinam a estrutura de toda a matéria.
Os investigadores enfatizam que as medições obtidas pelo estudo da ressonância de estrelas de neutrões, usando uma combinação de raios-gama e ondas gravitacionais seriam complementares em vez de substituírem as experiências laboratoriais dos físicos nucleares.
"Ao estudar as estrelas de neutrões, e os movimentos cataclísmicos finais destes objetos massivos, somos capazes de entender mais sobre os minúsculos núcleos que compõem a matéria extremamente densa," disse o Dr. David Tsang, astrofísico de Bath. "A enorme diferença de escala torna isto fascinante."
O aluno de doutoramento Duncan Neill, que liderou a investigação, acrescentou: "Gosto que este trabalho se pareça com o que está a ser estudado por físicos nucleares. Eles olham para as partículas minúsculas e nós, astrofísicos, olhamos para objetos e eventos a muitos milhões de anos-luz de distância. Estamos a observar a mesma coisa de uma maneira completamente diferente."
O Dr. Will Newton, astrofísico da Universidade A&M do Texas, colaborador do projeto, disse: "Embora a força que ligue quarks em neutrões e protões seja conhecida, não é bem compreendida como funciona quando um grande número de neutrões e protões se unem. A busca para melhorar este conhecimento é auxiliada por dados experimentais de física nuclear, mas todos os núcleos que analisamos na Terra têm números semelhantes de neutrões e protões unidos aproximadamente à mesma densidade.
"Nas estrelas de neutrões, a natureza fornece-nos um ambiente muito diferente para explorar a física nuclear: a matéria composta principalmente por neutrões e abrangendo uma ampla gama de densidades, até cerca de dez vezes a densidade dos núcleos atómicos. Neste artigo, mostramos como podemos medir uma certa propriedade desta matéria - a energia de simetria - a distâncias de centenas de milhões de anos-luz. Isto pode lançar luz sobre o funcionamento fundamental dos núcleos."
InSight da NASA deteta dois sismos consideráveis em Marte
O módulo InSight da NASA detetou dois sismos fortes e claros originários de um local em Marte chamado Cerberus Fossae - o mesmo lugar onde dois fortes sismos foram sentidos no início da missão. Os novos eventos têm magnitudes 3,3 e 3,1; os anteriores foram de magnitudes 3,6 e 3,5. O InSight já registou até à data mais de 500 sismos, mas devido aos seus sinais claros, estes são os quatro melhores registos sísmicos para sondar o interior do planeta.
O estudo dos sismos marcianos é uma maneira pela qual a equipa científica do InSight busca desenvolver uma melhor compreensão do manto e do núcleo de Marte. O planeta não tem placas tectónicas como a Terra, mas tem regiões vulcanicamente ativas que podem provocar tumultos. Os sismos de dia 7 e 18 de março reforçam a ideia de que Cerberus Fossae é um centro de atividade sísmica.
Esta ilustração mostra o módulo InSight da NASA com os seus instrumentos colocados na superfície marciana.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
"Ao longo da missão, temos visto dois tipos diferentes de sismos marcianos: um que é mais parecido com os da Lua, e o outro que é mais parecido com os da Terra", disse Taichi Kawamura do Instituto de Física do Globo de Paris, França, que ajudou a fornecer o sismómetro do InSight e que distribui os seus dados juntamente a universidade ETH Zurique na Suíça. As ondas dos sismos na Terra viajam mais diretamente pelo planeta, enquanto os sismos lunares tendem a ser muito dispersos; os sismos marcianos caem algures entre os dois tipos. "Curiosamente," continuou Kawamura, "todos os quatro destes sismos maiores, que vêm de Cerberus Fossae, são semelhantes aos da Terra."
Os novos sismos têm algo mais em comum com os principais eventos sísmicos anteriores do InSight, que ocorreram há quase um ano marciano completo (dois anos terrestres): tiveram lugar no verão do norte de Marte. Os cientistas previram que este seria novamente o momento ideal para ouvir os sismos porque os ventos ficam mais calmos. O sismómetro, chamado SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), é sensível o suficiente para que, mesmo quando coberto por um escudo em forma de cúpula para bloquear o vento e para evitar que fique demasiado frio, o vento ainda cause vibração suficiente para obscurecer alguns sismos. Durante o último inverno no norte, o InSight não conseguiu detetar nenhum sismo.
"É maravilhoso observar sismos marcianos novamente após um longo período de registo de ruído do vento", disse John Clinton, sismólogo que lidera o serviço de sismos marcianos do InSight na ETH Zurique. "Passado um ano marciano, agora somos muito mais rápidos na caracterização da atividade sísmica do Planeta Vermelho."
Melhor deteção
Os ventos podem ter ficado mais calmos, mas os cientistas esperam melhorar ainda mais a sua capacidade de "escuta". As temperaturas perto do "lander" InSight podem oscilar entre quase -100º C à noite e 0º C durante o dia. Estas variações extremas de temperatura podem estar a fazer com que o cabo que liga o sismómetro ao módulo de aterragem se expanda e se contraia, resultando em estalidos e picos nos dados.
Portanto, a equipa da missão começou a tentar isolar parcialmente o cabo da meteorologia. Começaram a usar a pá na extremidade do braço robótico do InSight para soltar solo em cima da cúpula do escudo térmico e de vento, permitindo que deslize para o cabo. Isto permite que o solo fique o mais próximo possível da blindagem, sem interferir com a vedação do escudo com o solo. Enterrar o cabo é, de facto, um dos objetivos da próxima fase da missão, que a NASA estendeu recentemente por mais dois anos, até dezembro de 2022.
Apesar dos ventos que têm sacudido o sismómetro, os painéis solares do InSight permanecem cobertos de poeira, e a energia diminui à medida que Marte se afasta do Sol. Os níveis de energia devem melhorar depois de julho, quando o planeta começar a aproximar-se do Sol novamente. Até lá, a missão desligará sucessivamente os instrumentos do "lander" para que o InSight possa hibernar, acordando periodicamente para verificar a sua saúde e para comunicar com a Terra. A equipa espera manter o sismómetro ligado por mais um mês ou dois antes de ser desligado temporariamente.
A boa nova é do outro mundo: o telescópio espacial TESS da NASA capturou evidências de mais de 2200 candidatos a planeta em órbita de estrelas brilhantes e próximas, incluindo centenas de planetas mais pequenos - muitos mundos possivelmente rochosos em alguns aspetos semelhantes à Terra.
Enquanto os cientistas buscam confirmar as descobertas, o grande tesouro do TESS promete uma possível explosão no número de exoplanetas conhecidos - planetas em órbita de outras estrelas. Talvez ainda melhor: o brilho relativo das estrelas que orbitam deve permitir que os telescópios sucessores do TESS sondem a atmosfera de alguns destes exoplanetas em busca de água, oxigénio e outras moléculas que podem torná-los hospitaleiros para a vida.
A bonança de candidatos a exoplaneta é detalhada num artigo recém-publicado que cataloga a missão principal de dois anos do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), que produziu um fluxo constante de descobertas exoplanetárias desde o seu lançamento em 2018. O TESS, numa órbita larga entre a Terra e a Lua, está agora numa missão estendida: preencher lacunas no seu levantamento quase total do céu - ou seja, ambas as cúpulas do céu noturno sobre os hemisférios norte e sul da Terra.
"É empolgante olhar para o mapa dos exoplanetas do TESS como uma espécie de lista de tarefas - com 2000 itens nela," disse Natalia Guerrero, investigadora no MIT (Massachusetts Institute of Technology) e autora principal do artigo.
Um catálogo recém-publicado revela uma variedade fascinante de possíveis exoplanetas detetados pelo TESS.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
Revelando planetas pelas suas sombras
Uma equipa internacional de astrónomos examinou o rico tesouro das "curvas de luz" do TESS, ou mudanças no brilho estelar à medida que os planetas em órbita passam à sua frente. Esta busca por sombras depende de detetores extremamente sensíveis por trás das quatro câmaras do TESS que podem captar quedas no brilho estelar de até 0,1% ou menos.
"É um trabalho incrível - um rico stock de candidatos a exoplaneta para a comunidade minar e explorar nos próximos anos," disse Jessie Christiansen, investigadora no Instituto Científico de Exoplanetas da NASA e coautora do estudo num e-mail.
Ela disse que a próxima geração de telescópios espaciais, como o James Webb da NASA e o ARIEL da ESA, "vai explorar muitos destes planetas em detalhes requintados, permitindo-nos compreender melhor a composição, formação e migração de exoplanetas."
O primeiro passo é, claro, a confirmação da existência dos muitos objetos no catálogo que permanecem candidatos a exoplaneta; cerca de 120 foram confirmados até ao momento, com dezenas mais a caminho. A confirmação geralmente requer observações a partir do solo usando medições gravitacionais, imagens de alta resolução e caracterização estelar.
Entre as descobertas mais notáveis até agora:
Pi Mensae c, um "mini-Neptuno" que foi o primeiro planeta descoberto pelo TESS. Sabe-se agora que é um dos pelo menos dois planetas que orbitam uma estrela a cerca de 60 anos-luz de distância;
Um planeta do tamanho da Terra chamado TOI-700 d (TOI significa "Tess Objects of Interest"), na "zona habitável" ao redor da sua estrela. A zona habitável é a distância orbital ao redor de uma estrela que permite água líquida à superfície de um planeta rochoso com uma atmosfera adequada. TOI-700 d está a pouco mais de 100 anos-luz de distância - próximo em termos astronómicos - e orbita uma estrela anã vermelha relativamente fria com menos de metade da massa do nosso Sol. É um de três planetas de tamanho semelhante neste sistema;
TOI 125, anunciado em 2019, foi o primeiro sistema multiplanetário do TESS, com três mini-Neptunos e, possivelmente, dois pequenos planetas adicionais. Eles orbitam uma estrela parecida com o Sol a mais de 360 anos-luz de distância;
TOI 1338 b, o primeiro planeta a orbitar duas estrelas descoberto pelo TESS. Um dos vários planetas "circumbinários" descobertos nos últimos 25 anos, este mundo faz uma órbita quase circular em torno das duas estrelas que estão, elas próprias, a orbitar-se uma à outra. O sistema está a 1300 anos-luz de distância;
O primeiro planeta de "período ultracurto" do TESS, LHS 3844 b, é uma "super-Terra quente" que abraça tão intimamente a sua estrela que um ano neste mundo dura apenas 11 horas. Este planeta rochoso e escaldante tem uma temperatura superficial estimada em 531º C. O planeta e a sua anã vermelha ficam a cerca de 50 anos-luz da Terra;
Quando o nosso Sol esgotar o seu combustível nuclear, daqui a cerca de 5 mil milhões de anos, espera-se que inche até ao tamanho de uma gigante vermelha e engula a Terra e os outros planetas interiores e depois colapse para formar uma densa anã branca. Em tais sistemas, os astrónomos perguntaram-se o que acontece com os planetas em órbitas mais distantes - pelo menos até à descoberta de TOI 1690 b. Este planeta gigante de alguma forma sobreviveu à transição da sua estrela para anã branca, migrou para dentro e agora está preso numa órbita estreita - o primeiro sobrevivente já encontrado;
TOI 849 b pode ser uma raridade extrema: o enorme núcleo denso e remanescente de um gigante gasoso cuja atmosfera espessa e turbulenta foi arrancada - ou nunca se formou. O planeta, a mais ou menos 700 anos-luz de distância, tem cerca de 40 vezes a massa da terra, mas apenas três vezes o seu tamanho. A sua órbita extremamente íntima em torno da estrela, com um "ano" que dura menos de um dia, torna-o infernalmente quente e provavelmente com uma minúscula atmosfera, se é que a tem. Num cenário possível, a sua proximidade com a estrela fez com que a sua atmosfera fosse soprada pela radiação estelar, deixando para trás um destroço escaldante.
Resumindo: o enorme catálogo de novos planetas é uma espécie de loja de doces para a comunidade astronómica, permitindo uma investigação mais profunda de algumas das questões mais fascinantes da nossa Galáxia.
"Agora o papel da comunidade é ligar os pontos," disse Guerrero. "É muito interessante porque o campo é tão jovem, ainda há muito espaço para descobertas: aqueles momentos 'aha'."
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: NASA/JPL-Caltech
O helicóptero Ingenuity, com as quatro pernas no chão, foi capturado aqui no sol 44 (5 de abril) em frente ao rover Perseverance. Na imagem também são visíveis as marcas das rodas do veículo. O Ingenuity pesa 1,8 kg na Terra. Isto corresponde a 0,69 kg em Marte. Com hélices que abrangem 1,2 metros, vai tentar fazer o primeiro voo motorizado noutro planeta na fina atmosfera marciana, com 1% da densidade da da Terra, não antes que 11 de abril.
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