Problemas ao ver este e-mail?
Veja no browser

Dia 08/02: 39.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1969, o meteorito Allende cai perto de Pueblito de Allende, Chihuahua, México.

Em 1974, após 84 dias no espaço, a última tripulação da primeira estação espacial americana, a Skylab, regressa à Terra.
Em 1992, a sonda espacial Ulysses usa a gravidade de Júpiter para poder explorar os polos do Sol.
Observações: Lua em Quarto Crescente, pelas 13:50. O primeiro Quarto Crescente de fevereiro brilha muito alto após o anoitecer. Quando o observar diretamente pouco depois do cair da noite, procure as Plêiades para cima da Lua e Aldebarã mais longe, mas para a esquerda. Para baixo e para a esquerda de Aldebarã, Orionte encontra-se na vertical.

Dia 09/02: 40.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1913, é visível ao longo da costa este do continente americano um grupo de meteoros, levando os astrónomos a concluir que a fonte foi um satélite natural da Terra, pequeno e de curta vida.
Em 1971, o módulo lunar da missão Apollo 14 volta à Terra após ter colocado homens na Lua pela 3ª vez.
Em 1975, a Soyuz 17 regressa à Terra.
Em 1986 regressava o cometa Halley.

Em 1995, os astronautas do vaivém espacial, na missão STS-63, Bernard A. Harris, Jr. e Michael Foale tornam-se no primeiro africano-americano e primeiro inglês, respetivamente, a fazer passeios espaciais.
Observações: Agora a Lua brilha mais ou menos entre Aldebarã e as Plêiades.
Para baixo e para a esquerda desses três astros está a constelação de Orionte. Para a esquerda de Orionte encontra-se Gémeos, liderada por Castor e Pollux. As figuras dos Gémeos encontram-se de lado.
Bem para baixo das pernas dos Gémeos está a brilhante Procyon e a pequena constelação de Cão Menor: Procyon marca a sua parte traseira.

Dia 10/02: 41.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1974, "flyby" da Mars 4 por Marte. Falha a inserção orbital.
Em 2009, os satélites de comunicação Iridium 33 e Kosmos-2251 colidem em órbita, resultando na destruição de ambos.

Observações: Vire-se para a Lua ao anoitecer e verá que está entre Cocheiro com a brilhante Capella para cima e para a direita da Lua e Orionte para baixo e para a esquerda.

A NASA alargou as operações a bordo da ISS até 2030, mas com este plano vem também o seu fim: a agência espacial vai deixar caír os restos da famosa estação espacial no início de 2031, para uma região remota do Oceano Pacífico conhecida como Ponto Nemo.

Tudo no nosso Universo move-se, mas as escalas de tempo necessárias para ver o movimento são regularmente muito maiores do que uma vida humana. Num novo e importante estudo, uma equipa de astrónomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii, da Universidade de Maryland e da Universidade de Paris-Saclay rastreou o movimento de 10.000 galáxias e enxames de galáxias, as congregações dominantes de matéria, no espaço de 350 milhões de anos-luz. Os seus movimentos são seguidos ao longo de 11,5 mil milhões de anos - desde as origens das galáxias, quando o Universo tinha apenas 1,5 mil milhões de anos, até hoje, com uma idade de mais de 13 mil milhões de anos.

O estudo foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

"Fatia" do Universo local que mostra as órbitas que as galáxias seguiram (em branco) e os contornos de regiões de alta densidade (em tons de amarelo alaranjado). A Via Láctea está perto do centro. O núcleo do Grande Atrator do Supernexame Laniakea está à esquerda e Perseu-Peixes à direita. Crédito: Universidade do Hawaii

Calculando os percursos das galáxias

Usando uma técnica matemática chamada método de ação numérica, a equipa calculou estes percursos com base no brilho atual e nas posições das galáxias e no seu movimento para longe de nós. Os astrónomos tiveram em conta a física da teoria do Big Bang, incluindo a ideia de que inicialmente as galáxias começaram a expandir-se ao que se chama de ritmo de expansão de Hubble. Ao longo do tempo, a gravidade altera os movimentos das galáxias, pelo que não se afastam apenas à medida que o Universo se expande, mas são atraídas para filamentos, paredes e enxames, ao mesmo tempo que "esvaziam" outras regiões. Ao longo dos éones, as galáxias tipicamente desviam-se da expansão Hubble pura por milhões de anos-luz. Em regiões de alta densidade, as órbitas das galáxias podem tornar-se bastante complicadas e envolver colisões e fusões.

"Estamos a trazer para foco a história detalhada da formação de estruturas a grande escala no Universo através de engenharia inversa das interações gravitacionais que as criaram," disse Ed Shaya, investigador da Universidade de Maryland.

O Grande Atrator

Existem várias regiões particularmente interessantes de elevada densidade galáctica e de matéria que os astrónomos exploram. Uma, que tem sido chamada de "Grande Atrator", é o núcleo do Superenxame Laniakea, um gigantesco superenxame de galáxias que contém a nossa própria Via Láctea. As galáxias podem ser vistas a fluir para um local dentro de um ninho de quatro enxames ricos.

Uma segunda região fascinante está no filamento adjacente de galáxias de Perseu-Peixes, que se estende por quase mil milhões de anos-luz e é uma das maiores estruturas conhecidas no Universo. A vizinhança do Enxame de Virgem, o grande enxame mais próximo, também é visível e pode ser estudada em detalhe porque se encontra nas proximidades.

"Durante mais de 30 anos, os astrónomos consideraram um 'Grande Atrator' como a principal fonte de gravidade que faz com que toda a região perto de nós se mova com uma peculiar alta velocidade em relação à expansão cósmica uniforme, mas a natureza dessa fonte tem sido obscura," disse R. Brent Tully, astrónomo do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii, coautor do estudo. "As nossas reconstruções orbitais deram-nos a primeira boa observação desta região anteriormente enigmática."

Por toda essa extensão, as órbitas também podem ser projetadas para o futuro. A expansão acelerada do Universo domina o quadro geral, fazendo com que a maioria das galáxias se afastem. No entanto, algumas coalescências e fusões vão continuar em regiões localizadas.

Os cientistas criaram um vídeo dos percursos das galáxias nesta vasta região, começando na época da formação inicial das galáxias e continuando até quase ao dobro da idade atual do Universo. Nas grandes escalas representadas nessa simulação, apenas algumas grandes fusões, todas em regiões muito densas, vão vistas a ocorrer nos próximos 10 mil milhões de anos.

O artigo científico é acompanhado por quatro vídeos e quatro modelos interativos.

// Universidade do Hawaii (comunicado de imprensa)
// Universidade de Maryland (comunicado de imprensa)
// Os vídeos que acompanham o artigo científico (via vimeo)
// Os modelos interativos que acompanham o artigo científico
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

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

Enxames galácticos:
Wikipedia

Grande Atrator:
Wikipedia

Superenxame Laniakea:
Wikipedia

Superenxame de galáxias Perseu-Peixes:
Wikipedia

Enxame de Virgem:
SEDS
Wikipedia

As fotos da Via Láctea mostram milhares de milhões de estrelas dispostas em espiral irradiando do centro, com gás iluminado no meio. Mas os nossos olhos só conseguem vislumbrar a superfície do que mantém a nossa galáxia unida. Cerca de 95% da massa da nossa Galáxia é invisível e não interage com a luz. É feita de uma substância misteriosa chamada matéria escura, que nunca foi medida diretamente.

Agora, um novo estudo calcula como a gravidade da matéria escura afeta objetos no nosso Sistema Solar, incluindo naves espaciais e cometas distantes. Também propõe uma forma da influência da matéria escura poder ser diretamente observada com uma experiência futura. O artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Estamos a prever que se nos afastarmos longe o suficiente no Sistema Solar, temos realmente a oportunidade de começar a medir a força da matéria escura," disse Jim Green, coautor do estudo e conselheiro do Gabinete do Cientista Chefe da NASA. "Esta é a primeira ideia de como o fazer e onde o faríamos."

Nesta impressão de artista, a nave espacial Voyager 1 da NASA tem uma vista geral do Sistema Solar. Os círculos representam as órbitas dos grandes planetas exteriores: Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno. Lançada em 1977, a Voyager 1 visitou os planetas Júpiter e Saturno. A nave está agora a mais de 22 mil milhões de quilómetros da Terra, tornando-a o objeto mais longínquo jamais construído pelo homem. De facto, a Voyager 1 está agora a viajar através do espaço interestelar, a região entre as estrelas que está cheia de gás, poeira e material reciclado de estrelas moribundas. Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STScI)

Matéria escura no nosso "quintal"

Aqui na Terra, a gravidade do nosso planeta impede-nos de voar para fora das nossas cadeiras, e a gravidade do Sol mantém o nosso planeta em órbita num calendário de 365 dias. Mas quanto mais longe do Sol estiver uma nave espacial, menos vai sentir a sua gravidade, sentindo cada vez mais uma fonte diferente de gravidade: a da matéria do resto da Galáxia, que é na sua maioria matéria escura. A massa das 100 mil milhões de estrelas da nossa Galáxia é minúscula em comparação com as estimativas do conteúdo de matéria escura da Via Láctea.

Para compreender a influência da matéria escura no Sistema Solar, o autor principal Edward Belbruno calculou a "força galáctica", a força gravitacional global da matéria normal combinada com a matéria escura de toda a Galáxia. Ele descobriu que no Sistema Solar, cerca de 45% desta força é da matéria escura e 55% é da matéria normal, a chamada "matéria bariónica". Isto sugere uma divisão aproximada entre a massa da matéria escura e a matéria normal no Sistema Solar.

"Fiquei um pouco surpreendido com a contribuição relativamente pequena da força galáctica devido à matéria escura sentida no nosso Sistema Solar em comparação com a força devida à matéria normal," disse Belbruno, matemático e astrofísico da Universidade de Princeton e da Universidade Yeshiva. "Isto é explicado pelo facto da maior parte da matéria escura se encontrar nas partes exteriores da nossa Galáxia, longe do nosso Sistema Solar."

Uma grande região chamada "halo" de matéria escura rodeia a Via Láctea e representa a maior concentração de matéria escura da Galáxia. Há pouca ou nenhuma matéria normal no halo. Os autores disseram que se o Sistema Solar estivesse localizado a uma distância maior do centro da Galáxia, que sentiria os efeitos de uma maior proporção de matéria escura na força galáctica porque estaria mais próximo do halo de matéria escura.

Como a matéria escura pode influenciar as naves espaciais

De acordo com o novo estudo, Green e Belbruno preveem que a gravidade da matéria escura interage muito ligeiramente com todas as naves espaciais que a NASA enviou para muito longe no Sistema Solar.

"Se as naves espaciais se moverem através da matéria escura o tempo suficiente, as suas trajetórias mudam, e isto é importante para ter em consideração no planeamento de certas missões futuras," disse Belbruno.

Tais naves podem incluir as aposentadas Pioneer 10 e 11 que foram lançadas em 1972 e 1973, respetivamente; as sondas Voyager 1 e 2 que têm vindo a explorar há mais de 40 anos e que entraram no espaço interestelar; e a nave New Horizons que passou por Plutão e Arrokoth na Cintura de Kuiper.

Mas é um efeito minúsculo. Depois de viajar milhares de milhões de quilómetros, o percurso de uma sonda como a Pioneer 10 só se desviaria cerca de 1,6 metros devido à influência da matéria escura. "Elas sentem o efeito da matéria escura, mas é tão pequeno que não podemos medi-lo," disse Green.

Onde é que a força galáctica toma o controlo?

A uma certa distância do Sol, a força galáctica torna-se mais poderosa do que a atração da nossa estrela, que é feita de matéria normal. Belbruno e Green calcularam que esta transição ocorre a cerca de 30.000 unidades astronómicas, ou 30.000 vezes a distância da Terra ao Sol. Isto está muito além da distância de Plutão, mas ainda dentro da Nuvem de Oort, um enxame de milhões de cometas que envolve o nosso Sistema Solar e que se estende até 100.000 unidades astronómicas.

Isto significa que a gravidade da matéria escura poderia ter desempenhado um papel na trajetória de objetos como 'Oumuamua, o cometa ou asteroide em forma de charuto que veio de outro sistema estelar e que passou pelo Sistema Solar interior em 2017. A sua velocidade invulgarmente alta poderia ser explicada pela gravidade da matéria escura que o empurrava durante milhões de anos, dizem os autores.

A existir um planeta gigante nos cantos mais recônditos do Sistema Solar, um objeto hipotético chamado Planeta 9 ou Planeta X que os cientistas têm procurado nos últimos anos, a matéria escura também influenciaria a sua órbita. Se este planeta existir, a matéria escura poderia talvez até afastá-lo da área onde os cientistas o procuram atualmente, escrevem Green e Belbruno. A matéria escura pode também ter feito com que alguns dos cometas da Nuvem de Oort escapassem por completo à órbita do Sol.

Será que podemos medir a gravidade da matéria escura?

Para medir os efeitos da matéria escura no Sistema Solar, uma sonda espacial não teria necessariamente de viajar para assim tão longe. A uma distância de 100 UA, uma nave espacial com os instrumentos certos poderia ajudar os astrónomos a medir diretamente a influência da matéria escura, disseram Green e Belbruno.

Especificamente, uma sonda alimentada a energia radioisotópica - uma tecnologia que permitiu à Pioneer 10 e 11, às Voyager e à New Horizons voar para muito longe do Sol - pode ser capaz de fazer esta medição. Uma nave espacial deste tipo poderia transportar uma bola refletora e largá-la a uma distância apropriada. A esfera sentiria apenas forças galácticas, enquanto a nave espacial sentiria uma força térmica do elemento radioativo em decomposição no seu sistema de energia, para além das forças galácticas. Subtraindo a força térmica, os investigadores poderiam então observar como a força galáctica se relaciona com os desvios nas respetivas trajetórias da esfera e da nave espacial. Esses desvios seriam medidos com um laser, uma vez que os dois objetos voavam paralelamente um ao outro.

Um conceito proposto de missãom chamada Interstellar Probe, que visa viajar até 500 UA do Sol para explorar esse ambiente desconhecido, é uma possibilidade para uma tal experiência.

Duas imagens pelo Hubble do gigantesco enxame de galáxias Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652). À esquerda está a imagem ótica com arcos azuis de aspeto estranho que aparecem entre as galáxias amareladas. Estas são as imagens ampliadas e distorcidas de galáxias localizadas muito atrás do enxame. A sua luz é curvada e amplificada pela imensa gravidade do enxame, num processo chamado de lente gravitacional. À direita, foi adicionado um sombreado azul para indicar a localização do material invisível chamado matéria escura que é matematicamente necessário para explicar a natureza e posição das galáxias com lente gravitacional que são vistas. Crédito: NASA, ESA, M.J. Jee e H. Ford (Universidade Johns Hopkins)

Mais sobre a matéria escura

A matéria escura é uma massa oculta nas galáxias que foi proposta pela primeira vez na década de 1930 por Fritz Zwicky. Mas a ideia permaneceu controversa até às décadas de 1960 e 1970, quando Vera C. Rubin e colegas confirmaram que os movimentos das estrelas em torno dos seus centros galácticos não seguiriam as leis da física se apenas matéria normal estivesse envolvida. Só uma gigantesca fonte oculta de massa pode explicar porque é que estrelas na periferia das galáxias espirais como a nossa se movem tão rapidamente.

Atualmente, a natureza da matéria escura é um dos maiores mistérios de toda a astrofísica. Observatórios poderosos com o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de raios-X Chandra ajudaram os cientistas a começar a compreender a influência e a distribuição da matéria escura no Universo em geral. O Hubble tem explorado muitas galáxias cuja matéria escura contribui para um efeito chamado "lente", onde a gravidade curva o próprio espaço e amplia imagens de galáxias mais distantes.

Os astrónomos vão aprender mais sobre a matéria escura no cosmos com o mais recente conjunto de telescópios topo de gama. O Telescópio Espacial James Webb, lançado no dia 25 de dezembro de 2021, vai contribuir para a nossa compreensão da matéria escura ao recolher imagens e outros dados de galáxias e ao observar os seus efeitos de lente. O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, com lançamento previsto para meados desta década, vai realizar levantamentos de mais de mil milhões de galáxias para analisar a influência da matéria escura nas suas formas e distribuições.

A missão Euclid da ESA também vai ter como alvo a matéria escura e a energia escura, olhando para trás no tempo cerca de 10 mil milhões de anos, até um período em que a energia escura começou a apressar a expansão do Universo. E o Observatório Vera C. Rubin, em construção no Chile, vai acrescentar dados valiosos a este puzzle da verdadeira essência da matéria escura.

Mas estes poderosos instrumentos estão concebidos para procurar os fortes efeitos da matéria escura através de grandes distâncias, muito mais longe do que no nosso Sistema Solar, onde a influência da matéria escura é muito mais fraca.

"Se pudéssemos enviar uma sonda para a detetar, isso seria uma enorme descoberta," disse Belbruno.

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

Saiba mais

Matéria escura:
Wikipedia

Sondas Pioneer:
NASA
Pioneer 10 - Wikipedia
Pioneer 11 - Wikipedia

Sondas Voyager:
NASA
Heavens Above
Voyager 1 (Wikipedia)
Voyager 2 (Wikipedia)

New Horizons:
Página oficial
NASA
Twitter
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

Observatório de raios-X Chandra:
NASA
Universidade de Harvard
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
Wikipedia
Facebook
Twitter
Instagram

RST ([Nancy Grace] Roman Space Telescope, anteriormente WFIRST):
NASA
Wikipedia
Facebook
Twitter

Euclid:
ESA
Wikipedia

Observatório Vera C. Rubin:
Página principal
Wikipedia
LSST (página principal)

Interstellar Probe:
JHUAPL

Os planetas geralmente não são muito mais novos do que as estrelas em torno das quais giram. Tomemos o Sol: nasceu há 4,6 mil milhões de anos e não muito depois disso surgiu a Terra. Mas astrónomos da KU Leuven (Universidade Católica de Leuven) descobriram que também é possível um cenário completamente diferente. Mesmo que estejam perto da morte, alguns tipos de estrelas ainda podem possivelmente formar planetas. Se isto for confirmado, as teorias sobre a formação planetária terão de ser ajustadas.

Planetas como a Terra, e todos os outros planetas do nosso Sistema Solar, foram formados não muito depois do Sol. O nosso Sol começou a queimar o seu combustível nuclear há 4,6 mil milhões de anos, e nos milhões de anos seguintes, a matéria à sua volta aglomerou-se em protoplanetas. O nascimento dos planetas nesse disco protoplanetário, uma "panqueca" gigantesca feita de poeira e gás, por assim dizer, com o Sol no meio, explica porque é que todos eles orbitam no mesmo plano.

Mas tais discos de poeira e gás não precisam, necessariamente, de rodear apenas estrelas recém-nascidas. Podem também desenvolver-se independentemente da formação da estrela, por exemplo em torno de estrelas binárias das quais uma está a morrer (estrelas binárias são duas estrelas que se orbitam uma à outra, também chamadas de sistema binário). Quando o fim se aproxima para uma estrela de tamanho médio (como o Sol), ela catapulta a parte exterior da sua atmosfera para o espaço, após o qual morre lentamente como uma anã branca. Contudo, no caso das estrelas binárias, a atração gravitacional da segunda estrela faz com que a matéria ejetada pela estrela moribunda forme um disco plano e rotativo. Além disso, este disco assemelha-se fortemente aos discos protoplanetários que os astrónomos observam em torno de estrelas jovens noutros locais da Via Láctea.

Impressão de artista de um sistema estelar binário onde está a ser formada uma segunda geração de planetas. Crédito: N. Stecki/KU Leuven

Isto já era sabido. No entanto, o que é novo é que os discos que rodeiam as chamadas estrelas binárias evoluídas não raras vezes mostram sinais que poderiam apontar para a formação planetária, como descoberto por uma equipa internacional de astrónomos liderada por investigadores da KU Leuven. Além disso, as suas observações mostram que este é o caso para uma em cada dez destas estrelas binárias. "Em dez por cento das estrelas binárias evoluídas com discos que estudámos, vemos uma grande cavidade no disco," diz o astrónomo Jacques Kluska da KU Leuven, primeiro autor do artigo publicado na revista Astronomy & Astrophyics. "Isto é uma indicação de que algo está a flutuar por ali, algo que recolheu toda a matéria na área da cavidade."

Planetas de segunda geração

A limpeza do material pode ser realizada por um planeta. Esse planeta pode não ter sido formado logo no início da vida de uma das estrelas binárias, mas sim no fim. Além disso, os astrónomos encontraram ainda outros fortes indícios para a presença de tais planetas. "Nas estrelas binárias evoluídas com uma grande cavidade no disco, vimos que elementos pesados como o ferro eram muito escassos na superfície da estrela moribunda," diz Kluska. "Esta observação leva-nos a suspeitar que partículas de poeira, ricas nestes elementos, foram aprisionadas por um planeta". A propósito, o astrónomo de Leuven não exclui a possibilidade de, desta forma, se poderem formar vários planetas em torno destas estrelas binárias.

A descoberta foi feita quando os astrónomos estavam a elaborar um inventário de estrelas binárias evoluídas na nossa Via Láctea. Fizeram-no com base em observações existentes e disponíveis ao público. Kluska e colegas contaram 85 destes pares de estrelas binárias. Em dez pares, os investigadores depararam-se com um disco com uma grande cavidade nas imagens infravermelhas.

Teorias atuais postas à prova

Se novas observações confirmarem a existência de planetas em torno de estrelas binárias evoluídas, e se se verificar que os planetas só foram formados depois de uma das estrelas ter chegado ao fim da sua vida, as teorias sobre a formação planetária terão de ser ajustadas. "A confirmação ou refutação desta forma extraordinária de formação de planetas será um teste sem precedentes para as teorias atuais," diz o professor Hans Van Winckel, líder do Instituto de Astronomia da KU Leuven.

Os astrónomos querem em breve verificar eles próprios a sua hipótese. Para o efeito, vão utilizar os grandes telescópios do ESO no Chile para observarem em mais detalhe os dez pares de estrelas binárias cujos discos mostram uma grande cavidade.

// KU Leuven (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Notícias relacionadas:
EurekAlert!
Universe Today
ScienceDaily
PHYSORG

Discos protoplanetários:
Wikipedia

Estrelas binárias:
Wikipedia