Apresentação às Estrelas | Super Luas Data: 8 de junho de 2022 Hora: 21:30-23:30 Local:Centro Ciência Viva do Algarve
Nesta sessão iremos tentar perceber como é que a órbita lunar torna as próximas duas luas cheias "mais super" do que as restantes do ano! Adulto: 4€ Jovem: 2€ Menores de 12 anos: gratuito.
A observação astronómica com telescópio depende de condições meteorológicas favoráveis. Pré-inscrição:siga este link Telefone: 289 890 920 E-mail: info@ccvalg.pt
Efemérides
Dia 20/05: 140.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1498, Vasco da Gama chegava a Calicut (India) numa viagem de exploração equivalente na época às modernas odisseias espaciais.
Em 1964, descoberta da radiação cósmica de fundo em microondas, por Robert Woodrow Wilson e Arno Penzias.
Em 1990, o Telescópio Espacial Hubble envia as suas primeiras fotografias. No entanto, foi descoberta uma falha no espelho principal, o que reduziu a capacidade do telescópio em focar e durante três anos os astrónomos só obtiveram imagens desfocadas do universo, apesar destas serem muito melhores do que as imagens obtidas a partir do solo. Observações: A primavera está a avançar e Vega está agora razoavelmente alta a este-nordeste após o anoitecer. Procure a sua ténue e pequena constelação, Lira, apoiada para baixo de Vega e inlinada para a direita. As estrelas principais de Lira formam um pequeno triângulo equilátero com Vega como um canto, e um paralelograma apoiado da parte inferior do triângulo.
Dia 21/05: 141.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 2010, a JAXA lança a sonda IKAROS de velas solares a bordo de um foguetão H-IIA, juntamente com a sonda Akatsuki.
Esta última passaria por Vénus no final do ano. Observações: Com o verão ainda a um mês de distância (astronomicamente falando), a última estrela do Triângulo de Verão só sobe acima do horizonte a este pelas 23:00. É Altair, o canto inferior direito do Triângulo. Observe o nascer de Altair três ou quatro punhos à distância do braço esticado para baixo e para a direita de Vega.
Dia 22/05: 142.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1783, nascia William Sturgeon, físico inglês e inventor que fez os primeiros ímanes e inventou o primeiro motor elétrico inglês.
Em 1890, nascia Per Collinder, astrónomo sueco, conhecido pelo seu catálogo de enxames abertos, hoje em dia chamado Catálogo de Collinder.
Em 1969, o módulo lunar da Apollo 10 passava a 8,4 milhas náuticas (15,6 km) da superfície da Lua.
Em 1995, imagens captadas pelo Telescópio Espacial Hubble durante a travessia do plano dos anéis de Saturno levam à descoberta de uma nova lua. As travessias do plano dos anéis acontecem a cada 15 anos e historicamente têm dado aos astrónomos uma oportunidade para descobrir novos satélites que normalmente são ofuscados pelo brilho do sistema de anéis do planeta. Observações:Antes e durante o amanhecer, a Lua Minguante encontra-se para baixo de Saturno - cerca de três dedos à distância do braço esticado. Até que horas do amanhecer consegue observar Saturno, de 1.ª magnitude?
Lua em Quarto Minguante, pelas 19:43.
Dia 23/05: 143.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1958, o satélite Explorer 1 cessa transmissões. Observações:Cerca de 14º (punho e meio à distância do braço esticado) para cima e para a esquerda de Vega está Eltanin, o nariz da constelação de Dragão. Mais perto e para cima e para a esquerda de Eltanin está Lozenge, o asterismo composto por três estrelas que representa a cabeça do animal mítico. Dragão aponta sempre o seu nariz para Vega.
A estrela mais ténue da cabeça de Dragão, oposta a Eltanin, é Nu Draconis. É um binário bonito e de brilho igual, adequado para binóculos (separação de 61 segundos de arco, ambas com magnitude 4,9). O par fica a 99 anos-luz de distância. Ambas são quentes do tipo Am, um pouco maiores, mais massivas e mais quentes do que o Sol.
Curiosidades
Vénus é a maior prova da existência do efeito de estufa que alguns contestam como sendo um produto da imaginação dos ambientalistas.
Embora situado a uma distância média ao Sol que é dupla da de Mercúrio, devido à enorme concentração de dióxido de carbono na atmosfera (96,5%) Vénus apresenta uma temperatura média (quase igual no lado iluminado e no lado escuro) que é maior que a da face iluminada de Mercúrio.
O Sol como nunca o vimos antes
A nave espacial Solar Orbiter da ESA/NASA fez a primeira das suas íntimas passagens pelo periélio a 26 de março de 2022. A nave voou mais perto do Sol do que o planeta Mercúrio, alcançando a sua maior aproximação a apenas 32% da distância da Sol-Terra. Estando tão perto do Sol, as imagens e os dados transmitidos são espetaculares.
Esta imagem foi obtida pelo EUI (Extreme Ultraviolet Imager) a 27 de março de 2022 e mostra o Sol a um comprimento de onda de 17 nanómetros. Este é o comprimento de onda emitido pelo gás a uma temperatura de cerca de um milhão de graus, que corresponde à temperatura da atmosfera exterior do Sol, a corona. O magnetismo estende-se do interior do Sol, prendendo alguns dos gases coronais e criando "loops" brilhantes que são fáceis de ver, alcançando o espaço no limbo do Sol.
A cor desta imagem foi adicionada artificialmente porque o comprimento de onda original detetado pelo instrumento é invisível ao olho humano.
Crédito: ESA & NASA/Solar Orbiter/Equipa do EUI
Proeminências poderosas, vistas de cortar a respiração ao longo dos polos solares e um curioso "ouriço" solar estão entre o conjunto de imagens espetaculares, filmes e dados transmitidos pela sonda Solar Orbiter desde a sua primeira passagem próxima pelo Sol. Embora a análise do novo conjunto de dados só agora tenha começado, é já claro que a missão liderada pela ESA está a fornecer as mais extraordinárias informações sobre o comportamento magnético do Sol e a forma como este molda o clima espacial.
A passagem mais próxima da Solar Orbiter pelo Sol, conhecida como periélio, teve lugar no dia 26 de março. A nave espacial estava dentro da órbita de Mercúrio, a cerca de um-terço da distância Sol-Terra, e o seu escudo térmico atingia 500º C. Mas dissipou esse calor com a sua tecnologia inovadora para manter a nave segura e funcional.
A Solar Orbiter transporta dez instrumentos científicos - nove são liderados por Estados Membros da ESA e um pela NASA - todos trabalhando em estreita colaboração para proporcionar uma visão sem precedentes de como a nossa estrela local "funciona". Alguns são instrumentos de deteção remota que olham para o Sol, enquanto outros são instrumentos in-situ que monitorizam as condições em torno da nave espacial, permitindo com que os cientistas "unam os pontos" desde o que veem acontecer no Sol, até que a Solar Orbiter "sente", na sua localização, o vento solar a milhões de quilómetros de distância da estrela.
Quando se trata do periélio, claramente quanto mais perto a nave espacial está do Sol, melhores os detalhes que o instrumento de sensoriamento remoto consegue ver. E, por sorte, a nave também absorveu várias erupções solares e até uma ejeção de massa coronal dirigida à Terra, proporcionando um sabor de previsão meteorológica espacial em tempo real, um esforço que se está a tornar cada vez mais importante devido à ameaça que o clima espacial representa para a tecnologia e para os astronautas.
Apresentando o "ouriço" solar
"As imagens são realmente de cortar a respiração," diz David Berghmans, do Observatório Real da Bélgica, investigador principal do instrumento EUI (Extreme Ultraviolet Imager), que tira imagens de alta resolução das camadas inferiores da atmosfera do Sol, conhecida como a coroa solar. Esta região é onde se realiza a maior parte da atividade solar que impulsiona o clima espacial.
A característica intrigante no terço inferior da imagem, abaixo do centro, foi apelidada de ouriço solar. Atualmente, ninguém sabe exatamente o que é ou como se formou na atmosfera do Sol. A imagem foi captada a 30 de março de 2022 pelo EUI (Extreme Ultraviolet Imager) a um comprimento de onda de 17 nanómetros. Apenas dias antes, a Solar Orbiter tinha passado pelo seu primeiro periélio próximo. A apenas 32% da distância do Sol à Terra, isto colocou a nave espacial dentro da órbita do planeta Mercúrio.
Estar mais perto do Sol do que qualquer telescópio solar anterior permitiu ao EUI obter imagens requintadamente detalhadas da atmosfera solar. Estas estão a revelar o Sol como nunca antes e mostraram uma multiplicidade de características intrigantes como o ouriço, que embora classificado como uma característica de pequena escala ainda mede cerca de 25.000 km de largura, fazendo com que tenha cerca do dobro do diâmetro da Terra.
Os gases mostrados nesta imagem têm uma temperatura de cerca de um milhão de graus. A imagem foi codificada por cores porque o comprimento de onda original detetado pelo instrumento é invisível ao olho humano.
Crédito: ESA & NASA/Solar Orbiter/Equipa do EUI
A tarefa agora para a equipa do EUI é compreender o que estão a ver. Esta não é uma tarefa fácil porque a Solar Orbiter está a revelar tanta atividade no Sol em pequena escala. Tendo detetado uma característica ou um evento que não conseguem reconhecer imediatamente, devem então vasculhar observações solares passadas, por outras missões espaciais, para ver se algo semelhante já foi visto antes.
"Mesmo que a Solar Orbiter deixasse de recolher dados amanhã, eu iria estar ocupado durante anos a tentar descobrir isto tudo," diz David Berghmans.
Uma característica particularmente apelativa foi vista durante este periélio. Por enquanto, tem sido apelidada de "ouriço". Estende-se por 25.000 quilómetros através do Sol e tem uma multidão de picos de gás quente e frio que se estendem em todas as direções.
Unindo os pontos
O evento de erupção solar de 21 de março de 2022 observado pela nave espacial Solar Orbiter da ESA/NASA e destaca o complexo ambiente magnético em que a nave espacial opera. A própria erupção ocorreu logo atrás da face visível do Sol, tal como vista pelo Solar Orbiter, mas ainda foi vislumbrada pelo EUI (Extreme Ultraviolet Imager) da Solar Orbiter e pelo instrumento STIX (X-ray Spectrometer/Telescope), à medida que a energia libertada na erupção subiu acima do limbo solar. No gráfico, a erupção de raios-X da fonte vista pelo STIX é marcada como um pequeno ponto vermelho, a onda de choque em expansão (verde/amarelo) foi vista pelo EUI.
O surto desencadeou uma erupção de partículas para o espaço, conhecida como uma ejeção de massa coronal, mas esta não se deslocou em direção à Solar Orbiter. Em vez disso, deslocou-se numa direção diferente através do Sistema Solar. No entanto, uma nuvem de partículas extremamente energéticas produzidas na erupção e provavelmente pela onda de choque impulsionada pela expansão da EMC começou a preencher o espaço perto do Sol, guiada pelo campo magnético do Sol. E algumas destas estavam a viajar em direção à Solar Orbiter.
A experiência RPW (Radio and Plasma Waves) da nave espacial viu-as chegar, captando o forte varrimento característico das frequências de rádio produzidas pelas partículas aceleradas - na sua maioria eletrões - em espiral para fora ao longo das linhas do campo magnético do Sol. A RPW detetou então oscilações conhecidas como ondas Langmuir quando as partículas varreram a nave espacial.
Simultaneamente, o EPD (Energetic Particle Detector) também registou uma nuvem de partículas energéticas a varrer a nave espacial. A curva de deteção diagonal mostra que as partículas mais energéticas chegaram primeiro, seguidas das de energias mais baixas que chegaram até várias horas mais tarde. Isto indica que as partículas foram produzidas longe da nave espacial, o que permitiu que as partículas mais rápidas se afastassem das mais lentas. As composições das partículas também são notadas.
Combinando os resultados dos instrumentos de deteção remota da Solar Orbiter com aqueles que registam as condições em torno da nave espacial, os investigadores podem seguir a cadeia de acontecimentos desde a superfície do Sol até à nave espacial e para além dela. Esta ciência de 'ligação' é um dos principais objetivos científicos da Solar Orbiter.
Crédito: ESA & NASA/Solar Orbiter/Equipas dos instrumentos EPD, EUI, RPW & STIX
O principal objetivo científico da Solar Orbiter é explorar a ligação entre o Sol e a heliosfera. A heliosfera é a grande "bolha" espacial que se estende para lá dos planetas do nosso Sistema Solar. Está cheia de partículas eletricamente carregadas, a maioria das quais foram expelidas pelo Sol para formar o vento solar. É o movimento destas partículas e os campos magnéticos associados que criam o clima espacial.
Para traçar os efeitos do Sol na heliosfera, os resultados dos instrumentos in-situ, que registam as partículas e os campos magnéticos que varrem a nave espacial, devem ser rastreados até eventos na superfície visível do Sol ou perto dela, os quais são registados pelos instrumentos de deteção remota.
Esta não é uma tarefa fácil, uma vez que o ambiente magnético à volta do Sol é altamente complexo, mas quanto mais perto a sonda consegue chegar do Sol, menos complicado é seguir os eventos das partículas de volta ao Sol ao longo das "auto-estradas" das linhas do campo magnético. O primeiro periélio foi um teste chave disto e os resultados até agora permanecem muito promissores.
A 21 de março, alguns dias antes do periélio, uma nuvem de partículas energéticas varreu a nave espacial. Foi detetada pelo instrumento EPD (Energetic Particle Detector). É importante realçar que as mais energéticas chegaram primeiro, seguidas das que tinham energias cada vez mais baixas.
"Isto sugere que as partículas não são produzidas perto da nave espacial," diz Javier Rodríguez-Pacheco, da Universidade de Alcalá, Espanha, investigador principal do EPD. Ao invés, foram produzidas na atmosfera solar, mais perto da superfície do Sol. Enquanto atravessavam o espaço, as partículas mais rápidas seguiam em frente das mais lentas, como corredores num sprint.
No mesmo dia, a experiência RPW (Radio and Plasma Waves) viu-as chegar, captando o forte varrimento característico das frequências de rádio produzidas quando as partículas aceleradas - na sua maioria eletrões - espiralam para fora ao longo das linhas do campo magnético do Sol. A RPW detetou então oscilações conhecidas como ondas de Langmuir. "Estas oscilações são um sinal de que os eletrões energéticos chegaram à nave espacial," diz Milan Maksimovic, do LESIA (Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Atrophysique), Observatório de Paris, França, investigador principal da experiência RPW.
Dos instrumentos de deteção remota, tanto o EUI como o STIX (X-ray Spectrometer/Telescope) viram eventos no Sol que poderiam ter sido responsáveis pela libertação de partículas. Enquanto as partículas que fluem para o espaço são as que o EPD e a RPW detetaram, é importante lembrar que outras partículas podem viajar para baixo do evento, atingindo os níveis mais baixos da atmosfera do Sol. É aqui que entra o STIX.
Embora o EUI veja a luz ultravioleta libertada do local da erupção na atmosfera do Sol, o STIX vê os raios-X que são produzidos quando os eletrões acelerados pela erupção interagem com os núcleos atómicos nos níveis inferiores da atmosfera solar.
Exatamente como estas observações estão todas ligadas é agora uma questão para as equipas investigarem. Existem indícios da composição das partículas detetadas pelo EPD de que foram provavelmente aceleradas por um choque coronal num evento mais gradual em vez de impulsivamente a partir de uma erupção.
"Pode ser que tenham múltiplos locais de aceleração," diz Samuel Krucker, FHNW, Suíça, investigador principal do STIX.
Acrescentando outra reviravolta a esta situação, o MAG (Magnetometer) não registou nada de substancial na altura. No entanto, isto não é invulgar. A erupção inicial de partículas, conhecida como EMC (Ejeção de Massa Coronal), transporta um forte campo magnético que o MAG pode facilmente registar, mas as partículas energéticas do evento viajam muito mais depressa do que a EMC e podem preencher rapidamente grandes volumes do espaço, podendo portanto ser detetadas pela Solar Orbiter. "Mas se a EMC falhar a nave espacial, então o MAG não vê uma assinatura," diz Tom Horbury, Imperial College, Reino Unido, investigador principal do MAG.
Os instrumentos EUI (Extreme Ultraviolet Imager) e STIX (X-ray Spectrometer/Telescope) a bordo da nave espacial Solar Orbiter da ESA/NASA capturaram uma erupção solar de uma região ativa na face do Sol a 2 de março de 2022. As imagens EUI mostram luz ultravioleta extrema com um comprimento de onda de 17 nanómetros (174 Ångstroms) sendo emitida por gases solares atmosféricos com uma temperatura de cerca de um milhão de graus Celsius.
O EUI obtém tanto imagens de disco completo utilizando o telescópio FSI (Full Sun Imager), como imagens detalhadas de uma região mais pequena utilizando o telescópio HRIEUV (High Resolution Imager). As deteções STIX foram sobrepostas nas imagens ampliadas do EUI HRIEUV. O STIX regista os raios-X em duas bandas de energia diferentes. Os raios-X menos energéticos são exibidos a vermelho, os raios-X mais energéticos são exibidos a azul. A erupção emite principalmente luz ultravioleta extrema e raios-X menos energéticos, mas à medida que se desenvolve, também gera alguns raios-X mais energéticos.
Crédito: ESA & NASA/Solar Orbiter/Equipas EUI & STIX
Quando se trata do campo magnético, tudo começa na superfície visível do Sol, conhecida como fotosfera. É aqui que o campo magnético gerado internamente irrompe pelo espaço. Para saber o seu aspeto, a Solar Orbiter transporta o instrumento PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager). Este pode ver a polaridade magnética norte e sul na fotosfera, bem como a ondulação da superfície do Sol devido às ondas sísmicas que viajam através do seu interior.
"Fornecemos as medições do campo magnético na superfície do Sol. Este campo então expande-se, vai para a coroa e, basicamente, conduz todo o brilho e ação que se vê lá em cima," diz Sami Solanki, do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, em Gotinga, Alemanha, investigador principal do PHI.
Outro instrumento, o SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment), regista a composição da coroa. Estes "mapas de abundância" podem ser comparados ao conteúdo do vento solar visto pelo instrumento SWA (Solar Wind Analyser).
"Isto irá acompanhar a evolução da composição do vento solar desde o Sol até à sonda e isso diz-nos mais sobre os mecanismos responsáveis pela aceleração do vento solar", diz Frédéric Auchère, investigador principal do SPICE, do IAS (Institut d'Astrophysique Spatiale), França.
Prevendo o clima espacial
Ao combinar dados de todos os instrumentos, a equipa científica será capaz de contar a história da atividade solar desde a superfície do Sol, até à Solar Orbiter e mais além. E esse conhecimento é exatamente o que vai pavimentar o caminho para um futuro sistema concebido para prever as condições meteorológicas espaciais na Terra em tempo real. No período que antecedeu o periélio, a Solar Orbiter chegou mesmo a ter uma ideia de como um tal sistema poderia funcionar.
No início de março de 2022, a nave espacial Solar Orbiter da ESA/NASA teve uma ideia de como um futuro sistema de previsão meteorológica espacial poderia funcionar. A 10 de março, uma proeminência solar produziu uma EMC (Ejeção de Massa Coronal) que foi direcionada para a Terra. As câmaras da missão SOHO (Solar and Heliospheric Observer) da ESA/NASA registaram o evento por volta das 22:06 UT. A Solar Orbiter também a observou do seu ponto de vista a cerca de 67 milhões de km do Sol.
No final do dia 11 de março, a EMC chegou à posição da Solar Orbiter para ser detetada pelo magnetómetro (MAG). As leituras podiam ser utilizadas para calcular a altura a que a EMC atingiria o campo magnético da Terra e a possível gravidade dos efeitos quando o fizesse. O instrumento SWA (Solar Wind Analyser) da Solar Orbiter também registou o evento como uma alteração nas propriedades do vento solar.
A 13 de março, a EMC finalmente passou por várias naves espaciais, incluindo a Wind da NASA, estacionada no ponto L1, que está a 99% da distância da Terra-Sol, a cerca de 1,5 milhões de km da Terra. Cerca de uma hora mais tarde, a EMC atingiu a Terra e provocou auroras nos céus da Terra.
Graças aos dados do MAG da Solar Orbiter, Christian Möstl, do Instituto de Investigação Espacial da Academia Austríaca de Ciências, foi capaz de prever a aurora. Ele publicou uma previsão nos meios de comunicação social a 12 de março, às 18:26 UT. Foi vista por J Bant Sexson IV, que colocou câmaras no Lago Eklutna, perto de Anchorage, Alasca. Por volta das 5 horas da manhã de 13 de março, à medida que o crepúsculo chegava, foi recompensado com uma breve mas excitante exibição auroral, que colocou nas redes sociais.
Crédito: imagem central do Sol - ESA & NASA/Solar Orbiter/Equipa EUI; imagem da coroa - SOHO (ESA & NASA); dados da Solar Orbiter - ESA & NASA/Solar Orbiter/Equipas MAG & SWA; dados da Wind - NASA/GSFC/Wind; Aurora - J Bant Sexson IV
A nave espacial estava a voar a montante da Terra. Esta perspetiva única significava que estava a monitorizar as condições do vento solar que iria atingir a Terra várias horas mais tarde. Uma vez que a sonda estava em contacto direto com a Terra, com os seus sinais a viajar à velocidade da luz, os dados chegaram ao solo em poucos minutos, prontos para análise. Por sorte, foram detetadas várias EMCs por volta desta altura, algumas delas dirigindo-se diretamente para a Terra.
A 10 de março, uma EMC varreu a nave espacial. Usando dados do MAG, a equipa foi capaz de prever quando iria subsequentemente atingir a Terra. O anúncio desta notícia nas redes sociais permitiu que os observadores do céu estivessem prontos para a aurora, que chegou devidamente cerca de 18 horas mais tarde, à hora prevista.
Esta experiência deu à Solar Orbiter um sabor do que é prever as condições meteorológicas espaciais na Terra em tempo real. Tal esforço está a tornar-se cada vez mais importante devido à ameaça que o clima espacial representa para a tecnologia e para os astronautas.
A ESA está atualmente a planear uma missão chamada ESA Vigil que estará estacionada num dos lados do Sol, olhando para a região do espaço na direção da Terra. A sua tarefa será a de observar EMCs a viajar por esta região, especialmente as que se dirigem para o nosso planeta. Durante o próprio periélio, a Solar Orbiter estava posicionada de modo que os seus instrumentos Metis e SoloHI pudessem fornecer exatamente este tipo de imagens e dados.
O instrumento Metis tira fotografias da coroa a uma distância de 1,7-3 raios solares. Ao apagar o disco brilhante do Sol, vê a ténue coroa. "Dá os mesmos detalhes que as observações dos eclipses totais a partir do solo, mas, em vez de alguns minutos, o Metis pode observar continuamente," diz Marco Romoli, da Universidade de Florença, Itália, investigador principal do Metis.
O SoloHI regista imagens feitas da luz solar dispersa pelos eletrões no vento solar. Uma proeminência em particular, de 31 de março, chegou à classe X, as proeminências solares mais energéticas conhecidas. Até à data, os dados ainda não foram analisados porque grande parte permanece na sonda à espera de transmissão. Agora que a Solar Orbiter está mais longe da Terra, a velocidade de transferência de dados abrandou e os investigadores têm que ser pacientes - mas estão mais do que prontos para começar a sua análise quando esses dados chegarem.
"Estamos sempre interessados nos grandes eventos porque produzem as maiores respostas e a física mais interessante, porque estamos a olhar para os extremos", diz Robin Colaninno, do Laboratório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos, Washington DC, investigadora principal do SoloHI.
Em breve
Não há dúvida de que as equipas dos instrumentos têm muito trabalho pela frente. O periélio foi um enorme sucesso e gerou uma vasta quantidade de dados extraordinários. E é apenas uma amostra do que está para vir. A sonda já está a navegar pelo espaço para se alinhar para a sua passagem seguinte pelo periélio - ligeiramente mais próxima do Sol - a 13 de outubro, a 0,29 vezes a distância entre o Sol e a Terra. Antes, a 4 de setembro, fará o seu terceiro "flyby" por Vénus.
A Solar Orbiter já tirou as suas primeiras fotografias das regiões polares largamente inexploradas do Sol, mas muito mais está ainda por vir.
No dia 18 de fevereiro de 2025, a Solar Orbiter encontrará Vénus pela quarta vez. Isto resultará no aumentar da inclinação da órbita da nave espacial para cerca de 17 graus. O quinto voo por Vénus, a 24 de dezembro de 2026, aumentará ainda mais esta inclinação para 24 graus e marcará o início da missão de "alta latitude".
Nesta fase, a Solar Orbiter vai ver as regiões polares do Sol mais diretamente do que nunca. Tais observações em linha de visão são a chave para desenredar o complexo ambiente magnético nos polos, que por sua vez podem guardar o segredo do ciclo de 11 anos de atividade solar.
"Estamos tão entusiasmados com a qualidade dos dados do nosso primeiro periélio," diz Daniel Müller, cientista do projeto Solar Orbiter da ESA. "É quase difícil de acreditar que isto é apenas o início da missão. Vamos estar de facto muito ocupados."
Pedra extraterrestre trouxe à Terra as primeiras evidências tangíveis de uma supernova
Nova química "forense" indica que a pedra chamada Hipátia, do deserto egípcio, pode ser a primeira evidência tangível encontrada na Terra da explosão de uma supernova do Tipo Ia. Estas raras supernovas são alguns dos eventos mais energéticos do Universo.
Esta é a conclusão de um novo estudo publicado na revista Icarus, por Jan Kramers, Georgy Belyanin e Hartmut Winkler da Universidade de Joanesburgo e outros. Desde 2013, Belyanin e Kramers descobriram uma série de pistas químicas altamente invulgares num pequeno fragmento da pedra de Hipátia.
Na nova investigação, eles eliminam "suspeitos cósmicos" para a origem da pedra num processo meticuloso. Juntaram uma linha temporal que se estende até às fases iniciais da formação da Terra, do nosso Sol e dos outros planetas do nosso Sistema Solar.
Amostras da pedra extraterrestre Hipátia ao lado de uma pequena moeda.
Crédito: Jan Kramers
Uma linha temporal cósmica
A sua hipótese sobre a origem de Hipátia começa com uma estrela: uma estrela gigante vermelha colapsou numa estrela anã branca. O colapso teria acontecido dentro de uma gigantesca nuvem de poeira, também chamada de nebulosa. Essa anã branca encontrava-se num sistema binário com uma segunda estrela. A anã branca acabou por "comer" a outra estrela. A certa altura, a anã branca "esfomeada" explodiu como uma supernova do Tipo Ia dentro da nuvem de poeira.
Após o arrefecimento, os átomos de gás que restavam da supernova do Tipo Ia começaram a aderir às partículas da nuvem de poeira. "De certa forma, poderíamos dizer que 'apanhámos' uma explosão de supernova do Tipo Ia 'em flagrante', porque os átomos de gás da explosão foram apanhados na nuvem de poeira circundante, que eventualmente formou o corpo parente de Hipátia," diz Kramers. Uma enorme "bolha" desta mistura de poeira e átomos de gás da supernova nunca interagiu com outras nuvens de poeira.
Milhões de anos depois e eventualmente a "bolha" tornar-se-ia lentamente sólida, um aglomerado cósmico de poeira. O "corpo parente" de Hipátia tornar-se-ia uma rocha sólida, algures nas fases iniciais da formação do nosso Sistema Solar. Este processo aconteceu provavelmente numa parte exterior fria e calma do nosso Sistema Solar - na nuvem de Oort ou na cintura de Kuiper.
A um determinado ponto, a rocha mãe de Hipátia começou a deslocar-se para a Terra. O calor da entrada na atmosfera, combinado com a pressão do impacto no Grande Mar de Areia, no sudoeste do Egipto, criou microdiamantes e estilhaçou a rocha mãe. A pedra de Hipátia apanhada no deserto deve ser um dos muitos fragmentos do impactor original.
"Se esta hipótese estiver correta, a pedra de Hipátia seria a primeira evidência tangível na Terra de uma explosão de supernova do Tipo Ia. Talvez igualmente importante, mostra que uma 'parcela' individual anómala de poeira do espaço exterior poderia na realidade ser incorporada na nebulosa solar da qual o nosso Sistema Solar foi formado, sem estar completamente misturada," diz Kramers. "Isto vai contra a visão convencional de que a poeira a partir da qual o nosso Sistema Solar foi formado foi completamente misturada."
Três milhões de volts para uma amostra minúscula
Para reconstituir a linha temporal de como Hipátia pode ter-se formado, os investigadores utilizaram várias técnicas para analisar a estranha pedra. Em 2013, um estudo dos isótopos de árgon mostrou que a pedra não se formou na Terra. Tinha de ser extraterrestre. Um estudo de 2015 sobre gases nobres no fragmento indicou que pode não ser de nenhum tipo conhecido de meteorito ou cometa.
Em 2018, a equipa da Universidade de Joanesburgo publicou várias análises, incluindo a descoberta de um mineral, o fosfeto de níquel, não encontrado em qualquer objeto do nosso Sistema Solar. Nessa fase, Hipátia estava a revelar-se difícil de analisar mais a fundo. Os traços de metais que Kramers e Belyanin procuravam não podiam ser realmente "vistos em detalhe" com o equipamento que tinham. Precisavam de um instrumento mais poderoso que não destruísse a pequena amostra.
Kramers começou a analisar um conjunto de dados que Belyanin tinha criado alguns anos antes. Em 2015, Belyanin tinha feito uma série de análises sobre um feixe de protões nos Laboratórios iThemba em Somerset West. Na altura, o Dr. Wojciech Przybylowicz manteve a máquina de três milhões de volts a zumbir.
Em busca de um padrão
"Em vez de explorar todas as incríveis anomalias que Hipátia apresenta, quisemos explorar se existe uma unidade subjacente. Queríamos ver se existe algum tipo de padrão químico consistente na pedra," diz Kramers. Belyanin selecionou cuidadosamente 17 alvos na minúscula amostra para análise. Todos foram escolhidos por estarem bem longe dos minerais terrestres que se tinham formado nas fendas da rocha original após o seu impacto no deserto.
"Identificámos 15 elementos diferentes em Hipátia com muito maior precisão, com a microssonda de protões. Isto deu-nos os 'ingredientes' químicos de que precisávamos, para que Jan pudesse dar início ao próximo processo de análise de todos os dados," diz Belyanin.
O feixe de protões também exclui o Sistema Solar
Um feixe de protões mostra três elementos vestigiais na pedra extraterrestre Hipátia e as suas concentrações. Aqui, vemos enxofre, ferro e níquel para os alvos 1 e 2 dentro da região 14 na amostra.
Crédito: Georgy Belyanin
A primeira grande pista nova da análise do feixe de protões foi o nível surpreendentemente baixo de silício nos alvos da pedra Hipátia. O silício, juntamente com o crómio e o manganês, eram menos de 1% esperados para algo formado dentro do nosso Sistema Solar interior. Além disso, quantidades elevadas de ferro, enxofre, fósforo, cobre e vanádio eram notórias e anómalas, acrescentou Kramers.
"Encontrámos um padrão consistente de abundância de elementos vestigiais que é completamente diferente de qualquer coisa no Sistema Solar, primitivo ou evoluído. Os objetos na cintura de asteroides e os meteoros também não correspondem a este padrão. Por isso, de seguida olhámos para fora do Sistema Solar," diz Kramers.
Não é da nossa vizinhança
Depois, Kramers comparou o padrão de concentração de elementos de Hipátia com o que se esperaria ver na poeira entre as estrelas do braço solar da nossa Galáxia, a Via Láctea. "Procurámos ver se o padrão que obtemos da poeira interestelar média no nosso braço da Galáxia se enquadra no que vemos em Hipátia. Mais uma vez, não havia qualquer semelhança," salienta Kramers.
Nesta altura, os dados do feixe de protões também tinham excluído quatro "suspeitos" de onde Hipátia poderia ter-se formado. Hipátia não se formou na Terra, não fazia parte de nenhum tipo conhecido de cometa ou meteorito, não se formou a partir da poeira média do Sistema Solar interior e também não a partir da poeira interestelar média.
Não era de uma gigante vermelha
A próxima explicação mais simples possível para o padrão de concentração de elementos na amostra de Hipátia seria uma estrela gigante vermelha. As estrelas gigantes vermelhas são comuns no Universo. Mas os dados do feixe de protões excluíram também o fluxo exterior de massa de uma estrela gigante vermelha: Hipátia contém demasiado ferro, muito pouco silício e concentrações demasiado baixas de elementos pesados mais pesados do que o ferro.
Nem de uma supernova do Tipo II
O "suspeito" seguinte a considerar era uma supernova do Tipo II. As supernovas do Tipo II "cozinham" muito ferro. São também um tipo relativamente comum de supernova. Mais uma vez, os dados do feixe de protões para Hipátia descartaram um suspeito promissor com "química forense". Uma supernova do Tipo II era altamente improvável como fonte de minerais estranhos como o fosfeto de níquel na amostra. Havia também demasiado ferro, em comparação com o silício e o cálcio.
Era tempo de examinar de perto a química prevista de uma das explosões mais dramáticas do Universo.
Fábrica de metais pesados
Uma espécie mais rara de supernova também produz muito ferro. As supernovas do Tipo Ia só ocorrem uma ou duas vezes por galáxia, por século. Mas fabricam a maior parte do ferro no Universo. A maior parte do aço na Terra foi outrora o elemento ferro criado pelas supernovas do Tipo Ia.
Além disso, a ciência estabelecida diz que algumas supernovas do Tipo Ia deixam para trás pistas muito distintas de "química forense". Isto é devido à forma como algumas supernovas do Tipo Ia são criadas.
Primeiro, uma estrela gigante vermelha no fim da sua vida colapsa numa estrela anã branca muito densa. As estrelas anãs brancas são geralmente incrivelmente estáveis durante períodos muito longos e muito pouco suscetíveis de explodir. No entanto, há exceções a esta regra. Uma anã branca pode começar a "puxar" matéria de outra estrela num sistema binário. Pode dizer-se que a anã branca "devora" a sua estrela companheira. Eventualmente a anã branca fica tão pesada, quente e instável que explode como uma supernova do Tipo Ia.
A fusão nuclear durante a explosão de supernova do Tipo Ia deve criar padrões de concentração de elementos altamente invulgares, preveem os modelos teóricos científicos aceites. Além disso, a estrela anã branca que explode numa supernova do Tipo Ia não explode apenas em fragmentos, mas literalmente explode em átomos. A matéria da supernova do Tipo Ia é entregue ao espaço como átomos de gás.
Numa extensa pesquisa bibliográfica de dados estelares e resultados de modelos, a equipa não conseguiu identificar nenhum outro alvo químico semelhante ou melhor adequado para a pedra de Hipátia do que um conjunto específico de modelos de supernovas do Tipo Ia.
Evidência de elementos forenses
"Todos os dados e modelos teóricos de supernovas do Tipo Ia mostram proporções muito mais elevadas de ferro em comparação com o silício e cálcio do que os modelos das supernovas do Tipo II," diz Kramers. "A este respeito, os dados laboratoriais do feixe de protões sobre Hipátia encaixam nos dados e modelos de uma supernova do Tipo Ia."
No total, oito dos 15 elementos analisados estão em conformidade com as gamas de proporções previstas em relação ao ferro. Esses são os elementos silício, enxofre, cálcio, titânio, vanádio, crómio, manganês e níquel.
Contudo, nem todos os 15 elementos analisados em Hipátia encaixam nas previsões. Para seis dos 15 elementos, as proporções foram entre 10 e 100 vezes superiores aos intervalos previstos pelos modelos teóricos para supernovas do Tipo Ia. Estes são os elementos alumínio, fósforo, cloro, potássio, cobre e zinco. "Uma vez que a anã branca é formada partir de uma gigante vermelha moribunda, Hipátia pode ter herdado estas proporções de elementos para os seis elementos de uma estrela gigante vermelha. Este fenómeno tem sido observado em anãs brancas noutras investigações," acrescenta Kramers.
Se esta hipótese estiver correta, a pedra de Hipátia seria a primeira evidência tangível na Terra de uma explosão de supernova do Tipo Ia, um dos eventos mais energéticos do Universo. A pedra de Hipátia seria uma pista para uma história cósmica que começou durante a formação inicial do nosso Sistema Solar e seria encontrada muitos anos mais tarde, entre outros seixos, num remoto deserto egípcio.
InSight ainda "à escuta" de sismos marcianos enquanto os seus níveis de energia diminuem
O "lander" marciano InSight da NASA está gradualmente a perder energia e prevê-se que termine as operações científicas no final deste verão. Até dezembro, a equipa do InSight espera que o módulo de aterragem se tenha tornado inoperante, concluindo uma missão que até agora detetou mais de 1300 sismos marcianos - mais recentemente, um de magnitude 5 que ocorreu no dia 4 de maio - e localizou regiões do Planeta Vermelho propensas a abalos.
A informação recolhida a partir destes sismos permitiu aos cientistas medir a profundidade e composição da crosta, manto e núcleo de Marte. Além disso, o InSight (abreviatura para "Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport") registou dados meteorológicos inestimáveis e estudou o remanescente do antigo campo magnético de Marte.
Comparação entre o aspeto dos paineis solares nos primeiros dias da missão (final de dezembro de 2018) e o seu aspeto a 24 de abril de 2022, o 1211.º dia marciano, ou sol, da missão.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
"O Insight transformou a nossa compreensão dos interiores dos planetas rochosos e preparou o cenário para futuras missões," disse Lori Glaze, diretora da Divisão de Ciências Planetárias da NASA. "Podemos aplicar o que aprendemos sobre a estrutura interior de Marte à Terra, à Lua, a Vénus e até mesmo aos planetas rochosos noutros sistemas solares."
O Insight aterrou em Marte no dia 26 de novembro de 2018. Equipado com um par de painéis solares, cada um medindo cerca de 2,2 metros de diâmetro, foi concebido para cumprir os principais objetivos científicos da missão no seu primeiro ano marciano (quase dois terrestres). Tendo-os alcançado, o módulo está agora numa missão alargada e os seus painéis solares têm vindo a produzir menos energia à medida que continuam a acumular poeira.
Devido à energia reduzida, a equipa irá em breve colocar o braço robótico do "lander" na sua posição de descanso (chamada "pose de reforma") pela última vez no final deste mês. Originalmente com o objetivo de implantar o sismómetro e a sonda de calor, o braço desempenhou um papel inesperado na missão: juntamente com a sua utilização para ajudar a enterrar a sonda de calor após o solo marciano lhe ter colocado desafios, a equipa utilizou o braço de uma forma inovadora para remover a poeira dos painéis solares. Como resultado, o sismómetro foi capaz de funcionar com mais frequência do que teria conseguido de outro modo, levando a novas descobertas.
Quando o InSight pousou, os painéis solares produziam cerca de 5000 watt-hora por cada dia marciano, ou sol - o suficiente para alimentar um forno elétrico durante uma hora e 40 minutos. Agora, estão a produzir cerca de 500 watt-hora por sol - o suficiente para alimentar o mesmo forno elétrico durante apenas 10 minutos.
Além disso, as mudanças sazonais estão a começar em Elysium Planitia, a localização do InSight em Marte. Nos próximos meses, haverá mais poeira no ar, reduzindo a luz solar - e a energia do módulo. Apesar de esforços passados terem removido alguma poeira, a missão precisaria de um evento de limpeza mais poderoso, tal como um "diabo de poeira" (um turbilhão passageiro) para inverter a tendência atual.
"Temos estado à espera de uma limpeza de poeira como aquela que vimos acontecer várias vezes aos rovers Spirit e Opportunity," disse Bruce Banerdt, investigador principal do InSight no JPL da NASA no sul do estado norte-americano da Califórnia, que lidera a missão. "Isso ainda é possível, mas a energia é suficientemente baixa para que o nosso foco esteja em aproveitar ao máximo a ciência que ainda podemos recolher."
Se apenas 25% dos painéis do InSight fossem limpos pelo vento, o "lander" ganharia cerca de 1000 watt-hora por sol - o suficiente para continuar a recolher ciência. No entanto, ao ritmo atual que a potência está a diminuir, os instrumentos não sísmicos do InSight raramente serão ligados após o final de maio.
Está a ser dada prioridade ao sismómetro do "lander", que funcionará a horas selecionadas do dia, como à noite, quando os ventos estão baixos e os sismos marcianos são mais fáceis de "ouvir". O próprio sismómetro deverá ser desligado no final do verão, concluindo a fase científica da missão.
Nessa altura, o InSight ainda terá energia suficiente para operar, tirando a ocasional fotografia e comunicando com a Terra. Mas a equipa espera que, em meados de dezembro, a energia seja tão baixa que um dia o InSight deixe simplesmente de responder.
Os astrónomos tornam-se detetives quando tentam descobrir a causa de vistas surpreendentes como NGC 1316. A sua investigação indica que NGC 1316 é uma enorme galáxia elíptica que começou, há cerca de 100 milhões de anos, a devorar uma vizinha galáxia espiral mais pequena, NGC 1317, situada em cima e à direita. As evidências incluem correntes de poeira escura, características de uma galáxia espiral, ténues redemoinhos e conchas de estrelas e gás visíveis nesta imagem de céu profundo. Uma coisa permanece por explicar: os invulgarmente pequenos enxames globulares, vistos como pontos fracos na imagem. A maioria das galáxias elípticas têm mais enxames globulares e mais brilhantes do que NGC 1316. Contudo, estes enxames globulares são demasiado velhos para terem sido criados na recente colisão espiral. Uma hipótese é que estes enxames globulares sobreviveram a uma outra fusão galáctica com NGC 1316. Outro atributo surpreendente de NGC 1316, também conhecida como Fornax A: os seus lóbulos gigantes de gás que brilham no rádio.
Centro Ciência Viva do Algarve
Rua Comandante Francisco Manuel
8000-250, Faro
Portugal
Telefone: 289 890 922
E-mail: info@ccvalg.pt
Centro Ciência Viva de Tavira
Convento do Carmo
8800-311, Tavira
Portugal
Telefone: 281 326 231 | Telemóvel: 924 452 528
E-mail: geral@cvtavira.pt
Os conteúdos das hiperligações encontram-se na sua esmagadora maioria em Inglês. Para o boletim chegar sempre à sua caixa de correio, adicione noreply@ccvalg.pt à sua lista de contactos. Este boletim tem apenas um caráter informativo. Por favor, não responda a este email. Contém propriedades HTML e classes CSS - para vê-lo na sua devida forma, certifique-se que o seu cliente de webmail suporta este tipo de mensagem, ou utilize software próprio, como o Outlook ou outras apps para leitura de mensagens eletrónicas.
Recebeu esta mensagem por estar inscrito na newsletter de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve e do Centro Ciência Viva de Tavira. Se não a deseja receber ou se a recebe em duplicado, faça a devida alteração clicando aqui ou contactando o webmaster.
