Apresentação às Estrelas | E se o inverno quisesse ser primavera? Data: 10 de março de 2022 Hora: 19:00-21:00
Os últimos fins de semana de março trazem-nos um equinócio e uma mudança de hora ao relógio. Este será o tema da Apresentação Às Estrelas deste mês, que inclui ainda a observação astronómica com telescópio se a meteorologia nos for favorável! Adulto: 4€ Jovem: 2€ Menores de 12 anos: gratuito. Lotação máxima de 12 pessoas.
A observação astronómica depende de condições meteorológicas favoráveis. Pré-inscrição:siga este link Telefone: 289 890 920 E-mail: info@ccvalg.pt
Efemérides
Dia 25/02: 56.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 2007, a sonda Rosetta passa por Marte. Observações: Nesta altura do ano, após a hora de jantar, cinco constelações carnívoras estão alinhadas desde o nordeste até sul. Estão representadas todas em perfil, com os seus narizes apontados para cima e os seus pés (se é que os têm) para a direita: Ursa Maior a nordeste, Leão a este, Hidra, a Serpente do Mar, a sudeste, Cão Menor um pouco mais alta a sul-sudeste, e Cão Maior a sul.
Dia 26/02: 57.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1880 nascia Kenneth Edgeworth, astrónomo irlandês conhecido por propôr a existência de um disco de corpos gelados para lá da órbita de Neptuno na década de 1940, como Gerard Kuiper publicaria dez anos depois.
Em 1966, lançamento do AS-201, do programa Apollo, o primeiro voo do foguetão Saturno IB. Observações: Logo após o anoitecer, o "W" de Cassiopeia brilha alto a noroeste. A estrela mais brilhante entre Cassiopeia e o zénite, a esta hora e a latitudes médias norte, é Alpha Persei (Mirfak), de magnitude 1,8. Está situada para baixo e para a direita do enxame Alpha Persei: um enxame muito grande, solto e alongado de estrelas ténues com mais ou menos o tamanho da ponta do polegar à distância do braço esticado. Pelo menos uma dúzia têm magnitude 6 ou mais brilhante. O enxame é mais facilmente visível através de binóculos.
Alpha Per, uma supergigante branca, é um membro verdadeiro do grupo e a sua fonte mais intensa de luz. O enxame fica a 560 anos-luz de distância.
Dia 27/02: 58.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1897, nascia Bernard Lyot, inventor do coronógrafo. Observações: Num céu sem Lua e com Unicórnio passando a sul por trás de Orionte como se puxado por uma corda, é uma boa altura para traçar a figura desta constelação.
Contém também alguns objetos de céu profundo, como NGC 2244, um padrão retangular no centro da muito mais ténue Nebulosa Roseta. Fica mais ou menos na posição correspondente ao olho da figura do Unicórnio.
As estrelas mais brilhantes do padrão são de sexta ou sétima magnitude. Encontre o enxame 10º para este-sudeste de Betelgeuse. O retãngulo alongado está atualmente na vertical.
Dia 28/02: 59.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1959, lançamento do Discoverer 1, um satélite espião americano que é o primeiro objeto tentar a atingir órbita polar, não conseguindo atingir tal órbita.
Em 1997, o GRB 970228, um flash altamente luminoso de raios-gama, atinge a Terra durante 80 segundos, fornecendo provas de que as explosões de raios-gama ocorrem dentro da Via Láctea.
Em 2007, a sonda New Horizons, com destino Plutão, passa por Júpiter. Observações: Se tiver acesso a binóculos grandes ou até a um telescópio, porque não tentar observar o Enxame da Árvore de Natal, NGC 2264? 15 Monocerotis, a estrela de quinta magnitude que assinala a ponta do chifre de Unicórnio, assinala a posição do objeto de céu profundo. A árvore atualmente está de cabeça para baixo.
Foi pela primeira vez revelado em detalhe o lado noturno de um Júpiter quente
Os astrónomos obtiveram a visão mais clara até agora do lado escuro perpétuo de um exoplaneta que tem acoplamento de maré em relação à sua estrela. As suas observações, combinadas com medições do lado diurno permanente do planeta, proporcionam a primeira vista detalhada da atmosfera global de um exoplaneta.
"Estamos agora a ir além de obter instantâneos isolados de regiões específicas de atmosferas de exoplanetas, para as estudarmos como sistemas 3D que realmente são," diz Thomas Mikal-Evans, que liderou o estudo como pós-doc no Instituto Kavli para Astrofísica e Investigação Espacial do MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Impressão de artista de WASP-121b.
Crédito: Engine House VFX
O planeta no centro do novo estudo, estudo este publicado na revista Nature Astronomy, é WASP-121b, um massivo gigante gasoso com quase o dobro do tamanho de Júpiter. O planeta é um Júpiter ultraquente e foi descoberto em 2015 em órbita de uma estrela a cerca de 850 anos-luz da Terra. WASP-121b tem uma das órbitas mais curtas já detetadas até à data, completando uma volta em torno da sua estrela em apenas 30 horas. Também tem acoplamento de maré, o que significa que um lado está sempre virado para a estrela (diurno), enquanto o outro está sempre em escuridão, voltado sempre para o espaço.
"Os Júpiteres quentes são famosos por terem lados diurnos muito brilhantes, mas o lado noturno é completamente diferente. O lado noturno de WASP-121b é cerca de 10 vezes mais ténue do que o seu lado diurno," diz Tansu Daylan, pós-doutorado do MIT que trabalha na missão TESS da NASA e coautor do estudo.
Os astrónomos já tinham detetado anteriormente vapor de água e estudado como a temperatura atmosférica muda com a altitude no lado diurno do planeta.
O novo estudo obteve um quadro geral muito mais detalhado. Os investigadores foram capazes de mapear as mudanças dramáticas de temperatura do lado do dia para o lado da noite e de ver como estas temperaturas mudam com a altitude. Também rastrearam a presença de água pela atmosfera para mostrar, pela primeira vez, como a água circula entre o lado diurno e o lado noturno de um exoplaneta.
Enquanto que na Terra a água circula primeiro evaporando, depois condensando-se em nuvens, e depois chovendo, em WASP-121b o ciclo da água é muito mais intenso: no lado diurno, os átomos que compõem a água são "rasgados" a temperaturas superiores a 3000 Kelvin. Estes átomos são soprados para o lado da noite, onde as temperaturas mais frias permitem que os átomos de hidrogénio e oxigénio se recombinem em moléculas de água, que depois sopram de volta para o lado do dia, onde o ciclo recomeça.
A equipa calcula que o ciclo da água do exoplaneta é sustentado por ventos que "chicoteiam" os átomos à volta do planeta a velocidades até 5 quilómetros por segundo.
Parece também que a água não está sozinha a circular em torno do planeta. Os astrónomos descobriram que o lado noturno é suficientemente frio para hospedar nuvens exóticas de ferro e corindo - um mineral que compõe rubis e safiras. Estas nuvens, como o vapor de água, podem deslocar-se até ao lado diurno, onde as altas temperaturas vaporizam os metais para o estado gasoso. Pelo caminho, pode ser produzida chuva exótica, como gemas líquidas das nuvens de corindo.
"Com esta observação, estamos realmente a obter uma visão global da meteorologia de um exoplaneta," diz Mikal-Evans.
O estudo inclui coautores do MIT, da Universidade Johns Hopkins, do Caltech e de outras instituições.
Dia e noite
A equipa observou WASP-121b usando uma câmara espectroscópica a bordo do Telescópio Espacial Hubble da NASA. O instrumento observa a luz de um planeta e da sua estrela, e quebra essa luz nos seus comprimentos de onda constituintes, cujas intensidades dão aos astrónomos pistas sobre a temperatura e composição de uma atmosfera.
Através de estudos espectroscópicos, os cientistas observaram detalhes atmosféricos nos lados diurnos de muitos exoplanetas. Mas fazer o mesmo para o lado noturno é muito mais complicado, uma vez que requer a observação de pequenas mudanças em todo o espectro do planeta à medida que orbita a sua estrela.
Para o novo estudo, a equipa observou WASP-121b durante duas órbitas completas - uma em 2018, e a outra em 2019. Para ambas as observações, os investigadores examinaram os dados de luz em busca de uma linha específica, ou característica espectral, que indicava a presença de vapor de água.
"Vimos esta característica da água e mapeámos como mudou em diferentes partes da órbita do planeta," diz Mikal-Evans. "Isto codifica informação sobre o que a temperatura da atmosfera do planeta está a fazer em função da altitude."
A característica mutável da água ajudou a equipa a mapear o perfil da temperatura tanto no lado do dia como no lado da noite. Descobriram que o lado diurno varia de 2500 K na sua camada observável mais profunda até 3500 K nas suas camadas mais altas. O lado noturno varia de 1800 K na camada mais profunda a 1500 K na atmosfera superior. Curiosamente, os perfis de temperatura parecem inverter-se, subindo com a altitude no lado diurno - uma "inversão térmica", em termos de meteorológicos - e descendo com a altitude no lado noturno.
Os investigadores passaram então os mapas de temperatura através de vários modelos para identificar elementos químicos suscetíveis de existirem na atmosfera do planeta, dadas as altitudes e temperaturas específicas. Esta modelagem revelou o potencial para nuvens metálicas, como ferro, corindo e titânio no lado noturno.
A partir do seu mapeamento de temperatura, a equipa observou também que a região mais quente do planeta é deslocada para este da região "subestelar" diretamente abaixo da estrela. Deduziram que este deslocamento se deve aos ventos extremos.
"O gás é aquecido no ponto subestelar mas é soprado para este antes de poder ser redirecionado para o espaço," explica Mikal-Evans.
Pelo tamanho deste desvio, a equipa estima que as velocidades do vento rondem os 5 quilómetros por segundo.
"Estes ventos são muito mais rápidos do que as correntes de ar da Terra e podem provavelmente mover nuvens por todo o planeta em mais ou menos 20 horas," diz Daylan, que liderou trabalhos anteriores sobre o planeta usando o TESS.
Os astrónomos reservaram tempo no Telescópio Espacial James Webb para observar WASP-121b no final deste ano e esperam mapear as mudanças não só no vapor de água, mas também no monóxido de carbono, que os cientistas suspeitam residir na atmosfera.
"Seria a primeira vez que poderíamos medir uma molécula portadora de carbono na atmosfera deste planeta," diz Mikal-Evans. "A quantidade de carbono e oxigénio na atmosfera fornece pistas sobre onde este tipo de planeta se forma."
Exoplaneta parecido com Tatooine avistado por telescópio terrestre
Um raro exoplaneta que orbita em torno de duas estrelas ao mesmo tempo foi detetado utilizando um telescópio terrestre por uma equipa liderada pela Universidade de Birmingham.
O planeta, chamado Kepler-16b, até agora só tinha sido visto utilizando o telescópio espacial Kepler. Orbita duas estrelas, duas estrelas essas que também se orbitam uma à outra, formando um sistema binário. Kepler-16b está localizado a cerca de 245 anos-luz da Terra e, tal como o planeta natal de Luke Skywalker, Tatooine da saga Guerra das Estrelas, teria dois pores-do-Sol se se pudesse estar à sua superfície.
Ilustração do telescópio de 193 cm no Observatório de Haute-Provence que foi utilizado para esta investigação. Este foi o telescópio que descobriu o primeiro exoplaneta, 51 Pegasi b, que levou ao Prémio Nobel da Física em 2019. No céu está representado o sistema planetário Kepler-16, juntamente com uma representação do campo de visão da nave espacial Kepler da NASA.
Crédito: Amanda Smith, Universidade de Birmingham
O telescópio de 193 cm usado na nova observação encontra-se no Observatório de Haute-Provence, na França. A equipa foi capaz de detetar o planeta utilizando o método da velocidade radial, no qual os astrónomos observam uma mudança na velocidade de uma estrela enquanto um planeta orbita à sua volta.
A deteção de Kepler-16b usando o método da velocidade radial é uma importante demonstração de que é possível detetar planetas circumbinários usando métodos mais tradicionais, com maior eficiência e menor custo do que através da utilização de naves espaciais.
É importante notar que o método da velocidade radial é também mais sensível a planetas adicionais num sistema e pode também medir a massa de um planeta - a sua propriedade mais fundamental.
Tendo demonstrado o método usando Kepler-16b, a equipa planeia continuar à procura de planetas circumbinários anteriormente desconhecidos e ajudar a responder a perguntas sobre o modo como os planetas são formados. Normalmente, pensa-se que a formação planetária tem lugar dentro de um disco protoplanetário - uma massa de poeira e gás que envolve uma estrela jovem. No entanto, este processo pode não ser possível dentro de um sistema circumbinário.
O professor Amaury Triaud, da Universidade de Birminghtam, que liderou a equipa, explica: "Usando esta explicação padrão, é difícil compreender como é que os planetas circumbinários podem existir. Isto porque a presença de duas estrelas interfere com o disco protoplanetário, e isto evita que a poeira se aglomere em planetas, um processo chamado acreção.
"O planeta pode ter-se formado longe das duas estrelas, onde a sua influência é mais fraca, e depois ter-se movido para dentro num processo chamado migração impulsionada pelo disco - ou, em alternativa, podemos descobrir que precisamos de rever a nossa compreensão do processo de acreção planetária."
O Dr. David Martin, da Universidade Estatal do Ohio nos EUA, que contribuiu para a descoberta, explica: "Os planetas circumbinários fornecem uma das pistas mais claras de que a migração impulsionada pelo disco é um processo viável e que acontece regularmente."
O Dr. Alexandre Santerne, da Universidade de Marselha, colaborador na investigação, acrescenta: "Kepler-16b foi descoberto pela primeira vez há 10 anos pelo satélite Kepler da NASA, utilizando o método de trânsito. Este sistema foi a descoberta mais inesperada feita pelo Kepler. Optámos por virar o nosso telescópio e recuperar Kepler-16 para demonstrar a validade dos nossos métodos de velocidade radial."
A Dra. Isabelle Boisse, também da Universidade de Marselha, é a cientista responsável pelo instrumento SOPHIE que foi utilizado para recolher os dados. Ela disse: "A nossa descoberta mostra como os telescópios terrestres permanecem inteiramente relevantes para a investigação moderna de exoplanetas e podem ser utilizados para novos e excitantes projetos. Tendo mostrado que podemos detetar Kepler-16b, vamos agora analisar dados obtidos em muitos outros sistemas estelares binários, e procurar novos planetas circumbinários."
A terceira maior cratera do planeta anão Ceres esteve geologicamente ativa pelo menos uma vez durante muitos milhões de anos após a sua formação. Num estudo recente publicado na revista Nature Communications, investigadores do Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar em Gotinga, da Universidade de Münster e do NISER (National Institute of Science Education and Research) em Bhubaneswar, Índia, apresentam o estudo mais detalhado da cratera Urvara até à data. Pela primeira vez, avaliaram imagens da última fase da missão Dawn da NASA, que revelam estruturas geológicas com apenas alguns metros de tamanho. A sonda Dawn entrou em órbita do planeta anão em 2015 e estudou-o de perto durante cerca de três anos e meio. Tal como a cratera Occator, os investigadores argumentam que a cratera Urvara pode ter sido palco de atividade criovulcânica. O estudo apoia a imagem de que um oceano salino global se estendeu por baixo da crosta de Ceres, parte do qual ainda hoje pode ser líquido.
Superfície acidentada: várias grandes e marcantes crateras à superfície do planeta anão Ceres.
Crédito: Instituto Max Planck, com base em dados da missão Dawn (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)
Muitas grandes crateras cobrem a superfície do planeta anão Ceres, o maior corpo da cintura de asteroides, com aproximadamente 960 quilómetros de diâmetro. Provavelmente a mais marcante destas crateras é Occator, localizada no hemisfério norte. As manchas brilhantes no seu interior, que já eram claramente visíveis durante a fase de aproximação da Dawn, revelaram-se como remanescentes salinos de uma salmoura subterrânea, que subiu à superfície através de processos criovulcânicos até tempos geológicos recentes. Noutra grande cratera, de nome Ernutet, existem evidências de compostos orgânicos expostos e, portanto, de uma química muito complexa. Na sua publicação mais recente, investigadores liderados pelo Instituto Max Planck voltam agora a sua atenção para a cratera Urvara. Localizada no hemisfério sul, é a terceira maior cratera de Ceres, com um diâmetro de 170 quilómetros. Pensa-se que o impacto que a formou, há cerca de 250 milhões de anos, revelou material de profundidades até 50 quilómetros.
"As grandes estruturas de impacto em Ceres dão-nos acesso às camadas mais profundas do planeta anão," explica Andreas Nathues do Instituto Max Planck, primeiro autor do estudo atual e investigador principal da equipa da câmara da Dawn. "Ao que parece a atual topografia e composição mineralógica de algumas das grandes crateras de Ceres é o resultado de processos geológicos complexos e duradouros que alteraram a superfície do planeta anão," acrescenta.
São necessárias imagens de alta resolução e dados espectroscópicos para rastrear estes processos com a maior precisão possível. Os dados observacionais mais precisos da cratera Urvara foram obtidos durante a missão alargada da Dawn: após a missão primária, inicialmente concebida para durar dois anos, ter expirado, o combustível restante era suficiente para voar em órbitas mais ousadas e altamente elípticas, levando a nave espacial até 35 quilómetros da superfície. Durante esta fase, os dois instrumentos FC (Framing Cameras) da Dawn, o sistema de câmaras científicas da missão, recolheram imagens em que estruturas com vários metros de tamanho podem ser identificadas. O sistema de câmaras foi desenvolvido e construído sob liderança do Instituto Max Planck e aí operado durante a missão.
As imagens de alta resolução da cratera Urvara revelam uma paisagem geologicamente e distintamente diversa. Múltiplas paredes da cratera, em socalcos, envolvem a bacia de impacto; a característica mais proeminente que se eleva ligeiramente para longe do centro da cratera é uma cadeia de montanhas com cerca de 25 quilómetros de comprimento e 3 quilómetros de altura. O seu flanco sul é o local de penhascos escarpados, áreas salpicadas de rochas - e ocasionalmente material brilhante que faz lembrar os famosos pontos brilhantes da cratera Occator. Além disso, as imagens mostram uma depressão central profunda, áreas com superfícies notavelmente lisas e algumas pontilhadas com numerosas depressões mais pequenas e arredondadas.
Estrutura marcante: A cratera Urvara mede aproximadamente 170 quilómetros de diâmetro. As paredes da cratera, com socalcos, envolvem uma variedade de estruturas geológicas diversas. A característica mais proeminente é a cordilheira com aproximadamente 25 quilómetros de comprimento que se estende não muito longe do centro da cratera.
Crédito: Instituto Max Planck, com base em dados da missão Dawn (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)
"A nossa análise revela que diferentes áreas da cratera têm idades muito diferentes," diz Nico Schmedemann do Instituto de Planetologia da Universidade de Münster. "A diferença de idades é de até 100 milhões de anos. Isto sugere que os processos estiveram em funcionamento muito tempo após a formação da cratera", acrescenta. Para estudos deste tipo, os investigadores contam as pequenas crateras que cobrem todas as superfícies de corpos sem atmosfera. Como as superfícies mais antigas tiveram mais tempo para "acumular" tais impactos de asteroides mais pequenos, têm mais crateras do que as superfícies mais jovens. Além disso, os modelos da força do bombardeamento em diferentes alturas desempenham um papel na determinação da idade exata.
De acordo com estes modelos, as áreas mais primitivas da cratera Urvara têm cerca de 250 milhões de anos. Este tempo marca a formação da própria cratera. As superfícies mais jovens dentro da cratera incluem extensas áreas lisas e escuras, bem como fossos que foram provavelmente formados pela fuga de gás no subsolo.
Outras pistas sobre o passado turbulento da cratera são fornecidas por imagens tiradas utilizando os filtros de cor do sistema de câmaras. Elas permitem concluir quais os comprimentos de onda de luz visível que certas superfícies refletem para o espaço - e assim ajudam a inferir a sua composição mineralógica. Ao que parece, o material brilhante é sal. Os dados do espectrómetro VIR da Dawn, contribuído para a missão pela agência espacial italiana, também indicam que foram depositados compostos orgânicos juntamente com sais numa encosta a oeste da cordilheira central da montanha. Tal combinação de depósitos de sal e de compostos orgânicos não tinha sido observada antes. Os depósitos de compostos orgânicos parecem ser comparativamente jovens.
"A origem e a formação do material orgânico em Ceres continuam a ser questões interessantes em aberto que têm implicações importantes para a história geológica geral de Ceres, bem como potenciais ligações à astrobiologia e habitabilidade. O material orgânico que pensamos ter encontrado na bacia Urvara, no hemisfério sul, diferente das ricas áreas orgânicas na cratera Ernutet, no hemisfério norte, irão ajudar-nos a responder a estas questões", diz o cientista Guneshwar Thangjam do NISER. "A equipa está a trabalhar nestes aspetos utilizando tanto dados espectrais dos FC como do VIR," acrescenta.
Manchas brancas: um olhar atento à cadeia de montanhas dentro da cratera Urvara. Material brilhante que foi identificado como depósitos de sal pode ser encontrado no seu flanco sul.
Crédito: Instituto Max Planck, com base em dados da missão Dawn (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)
"No geral, a cratera Urvara apresenta-nos uma imagem decididamente complexa que ainda não compreendemos completamente e que deixa espaço para duas interpretações", diz Andreas Nathues ao resumir os resultados. Por exemplo, o impacto que formou a cratera Urvara poderia ter transportado sais do interior do planeta anão até à superfície. No entanto, algumas evidências sugerem que, em vez disso, se tratou de uma salmoura, levantando-se do interior e dando início a outros processos. Não é claro se a salmoura chegou à superfície ou se apenas se acumulou logo abaixo dela.
Independentemente da interpretação exata, os resultados atuais reforçam a imagem do planeta anão que a missão Dawn "desenhou" nos últimos anos: um corpo geologicamente ativo com camadas salinas que se estendem por baixo da sua crosta a várias profundidades. Estas podem estar relacionadas com um anterior oceano subsuperficial que também continha compostos orgânicos. Apesar da vasta distância de Ceres ao Sol, graças aos sais dissolvidos, esta salmoura poderia ainda hoje sobreviver em grandes reservatórios líquidos a profundidades de cerca de 40 quilómetros.
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Robert Eder
Beta Cygni parece ser uma única estrela brilhante no céu. A cerca de 420 anos-luz de distância, assinala a cabeça da famosa constelação de Cisne. Mas vista através da ocular de um telescópio transforma-se numa bela estrela dupla, um tesouro do céu noturno em azul e dourado. Beta Cygni é também conhecida como Albireo, designada Albireo AB para indicar as suas duas brilhantes estrelas componentes. A sua diferença de cor visualmente marcante é ilustrada neste instantâneo telescópico, juntamente com os espectros visíveis associados nas inserções à direita. Albireo A, a inserção superior, mostra o espectro de uma estrela gigante do tipo K, mais fria que o Sol e emitindo a maior parte da sua energia nos comprimentos de onda amarelos e vermelhos. Abaixo, Albireo B tem o espectro de uma estrela de sequência principal muito mais quente que o Sol, emitindo mais energia no azul e no violeta. Sabe-se que Albireo A é uma estrela binária, duas estrelas juntas em órbita de um centro de massa comum, embora as duas estrelas estejam demasiado próximas uma da outra para serem vistas separadamente com um pequeno telescópio. As bem separadas Albireo A e B provavelmente representam um binário ótico e não um sistema binário físico, porque os dois componentes têm movimentos claramente diferentes através do espaço.
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