Dia 06/09: 249.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1892, nascia Edward Victor Appleton, físico inglês que em 1947 ganhou o Prémio Nobel da Física ao provar a existência da ionosfera em 1924.
Em 1899, era fundada a Sociedade Astronómica e Astrofísica da América, agora com o nome Sociedade Astronómica Americana.
Em 1997 era descoberta a primeira lua irregular de Úrano, Caliban, por Brett J. Galdman (Instituto Canadiano para a Astrofísica Teórica), Philip D. Nicholson (Universidade de Cornell), Joseph A. Burns (Universidade de Cornell) e JJ Kavelaars (Universidade McMaster).
Estavam usando o telescópio Hale de 5 metros do monte Palomar. Úrano tem 27 luas conhecidas. Observações: Já podemos ver, nas estrelas, que a estação está a mudar: chegámos àquela altura do ano em que, ao cair da noite, Cassiopeia está tão alta a nordeste quando a Ursa Maior a noroeste.
Quase no ponto médio entre as duas constelações está a Estrela Polar.
Dia 07/09: 250.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1914, nascia James Van Allen, cientista americano, instrumental no estabelecimento do campo da pesquisa magnetosférica no espaço.
As cinturas de Van Allen têm o seu nome.
Em 1995, lançamento da missão STS-69 do vaivém espacial Endeavour. Foi o 100.º voo espacial bem sucedido da NASA. Observações: Saturno brilha, esta noite, para a esquerda da Lua.
À medida que anoitece, Arcturo pisca a oeste. Está ficando cada vez mais baixa a cada semana. De Arcturo, a figura tipo "papagaio-de-papel" de Boieiro estende-se para cima e para a direita por pouco mais de dois punhos à distância do braço esticado. Mais distante para a direita, a noroeste, a Ursa Maior está ficando mais nivelada.
Dia 08/09: 251.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1966 estreia a série televisiva "Star Trek", inspirando o interesse de uma geração pelo espaço, astronomia, tecnologia, efeitos especiais e sistemas sociais alternativos.
Em 1967, lançamento da sonda Surveyor 5. Aterrou no Mar da Tranquilidade 3 dias depois e enviou mais de 19.000 imagens para a Terra.
Em 1999, passagem mais próxima do asteroide699 Hela pela Terra (0,644 UA).
Em 2000, lançamento da missão STS-106 do vaivém Atlantis.
Em 2004, a sonda Genesis da NASA colide com a Terra quando o seu pára-quedas falha em abrir.
Em 2016, a NASA lança a OSIRIS-REx, a primeira missão de recolha de amostras de um asteroide da agência espacial. A sonda visitou 101955 Bennu e espera-se que regresse em 2023 à Terra com amostras do astro. Observações: Agora Saturno brilha um pouco para cima e para a direita da Lua, quase Cheia, depois do anoitecer.
Com o passar das horas, a cena move-se para oeste e gira no sentido dos ponteiros do relógio, de modo que Saturno está diretamente para a direita do nosso satélite natural.
Revelada a primeira imagem de um exoplaneta pelo Telescópio Espacial James Webb
Astrónomos da Universidade de Exeter lideraram o esforço de capturar a primeira imagem direta de sempre de um exoplaneta utilizando o pioneiro Telescópio Espacial James Webb.
A imagem notável mostra o gigante gasoso HIP 65426 b, com cerca de cinco a 10 vezes a massa de Júpiter e formado há 15-20 milhões de anos.
As observações foram lideradas pelo professor Sasha Hinkley da Universidade de Exeter, em colaboração com uma equipa internacional de investigadores.
Esta imagem mostra o exoplaneta HIP 65425 b em diferentes bandas de luz infravermelha, pelo Telescópio Espacial James Webb.
Crédito: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), equipa 1386 do programa ERS e A. Pagan (STScI)
O professor Hinkley afirmou: "Este é um momento transformador, não só para o Webb, mas também para a astronomia em geral. Com o Webb, há todo um novo conjunto de física que podemos fazer ao olhar para os mistérios químicos destes planetas".
Os astrónomos descobriram o planeta em 2017 usando o instrumento SPHERE no VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile. Estas imagens anteriores do planeta foram produzidas usando comprimentos de onda no infravermelho próximo, e cobriram apenas uma gama relativamente estreita da emissão global do planeta.
A presença da maioria dos exoplanetas só foi inferida utilizando métodos indiretos, tais como o método de trânsito em que parte da luz da estrela hospedeira é bloqueada por um planeta que passa em frente. No entanto, a obtenção de imagens diretas de exoplanetas provou ser mais desafiante, uma vez que as estrelas hospedeiras em torno das quais os planetas orbitam são muito mais brilhantes, neste caso vários milhares de vezes a mais de dez mil vezes mais brilhantes.
Para a nova imagem, a equipa de investigação usou luz infravermelha média e térmica, revelando novos detalhes que os telescópios terrestres não seriam capazes de recolher devido ao brilho intrínseco da atmosfera da Terra. Estes incluem detalhes sobre a composição química da atmosfera do planeta, que aparece vermelha devido aos minerais, chamados silicatos, formando poeira fina na atmosfera.
A equipa pensa que a imagem mostra como o poderoso olhar infravermelho do Telescópio Espacial James Webb pode capturar mais mundos para além do nosso Sistema Solar, apontando o caminho para futuras observações que irão revelar mais informação do que nunca sobre sistemas exoplanetários.
Uma vez que o planeta está cerca de 100 vezes mais longe da sua estrela hospedeira do que a Terra está do Sol, está suficientemente distante da estrela para o Webb conseguir separar o planeta da estrela na imagem. Os instrumentos NIRCam (Near Infrared Camera) e MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb estão ambos equipados com coronógrafos, conjuntos de pequenas "máscaras" que bloqueiam a luz estelar, permitindo ao Webb obter imagens diretas de certos exoplanetas como este.
"Foi realmente impressionante ver quão bem os coronógrafos do JWST funcionam para suprimir a luz da estrela hospedeira", disse Hinkley.
O professor Hinkley é o investigador principal de um dos 13 programas ERS (Early Release Science) do JWST. Estes programas, lançados em 2017, compreendem algumas das primeiras observações científicas a serem realizadas com o telescópio espacial e estão concebidas para mostrar os seus modos mais utilizados. O objetivo deste programa específico do ERS era reunir as primeiras imagens e espectroscopia de exoplanetas em comprimentos de onda totalmente novos.
VLBA produz a primeira visão tridimensional completa de um sistema binário com planeta
Ao rastrear, com precisão, uma pequena e quase impercetível oscilação no movimento pelo do espaço de uma estrela próxima, os astrónomos descobriram um planeta semelhante a Júpiter em órbita dessa estrela, que faz parte de um sistema binário. O seu trabalho, usando o VLBA (Very Long Baseline Array) da NSF (National Science Foundation), produziu a primeira determinação da estrutura completa e tridimensional das órbitas de um binário estelar e de um planeta em órbita de uma delas. Este feito, disseram os astrónomos, pode fornecer novos e valiosos conhecimentos sobre o processo de formação planetária.
A partir de baixa órbita de um planeta com cerca do dobro do tamanho de Júpiter, esta impressão de artista mostra a estrela que o planeta rodeia e a companheiro binária dessa estrela à distância.
Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Embora tenham sido descobertos até agora mais de 5000 exoplanetas, apenas três foram descobertos utilizando a técnica - chamada astrometria - que produziu esta descoberta. Contudo, o feito de determinar a arquitetura 3D de um sistema binário que inclui um planeta "não pode ser alcançado com outros métodos de descoberta exoplanetária", disse Salvador Curiel, na Universidade Nacional Autónoma do México (UNAM).
"Uma vez que a maioria das estrelas está em sistemas binários ou múltiplos, ser capaz de compreender sistemas como este ajudar-nos-á a compreender a formação planetária em geral", disse Curiel.
As duas estrelas, que juntas são chamadas GJ 896AB, estão a cerca de 20 anos-luz da Terra - vizinhas próximas por padrões astronómicos. São anãs vermelhas, o tipo estelar mais comum na nossa Galáxia. A maior, em torno da qual o planeta orbita, tem cerca de 44% da massa do nosso Sol, enquanto a mais pequena tem cerca de 17% da massa do Sol. Estão separadas por mais ou menos a distância que separa Neptuno do Sol e orbitam-se uma à outra a cada 229 anos.
Para o seu estudo de GJ 896AB, os astrónomos combinaram dados de observações óticas do sistema feitas entre 1941 e 2017 com dados de observações do VLBA entre 2006 e 2011. Fizeram então novas observações VLBA em 2020. A resolução supernítida do VLBA a nível continental produziu medições extremamente precisas das posições das estrelas ao longo do tempo. Os astrónomos realizaram uma análise extensiva dos dados que revelaram os movimentos orbitais das estrelas, bem como o seu movimento através do espaço.
O rastreio detalhado do movimento da estrela maior mostrou uma ligeira oscilação que revelou a existência do planeta. A oscilação é provocada pelo efeito gravitacional do planeta sobre a estrela. A estrela e o planeta orbitam um local entre eles que representa o seu centro comum de massa. Quando esse local, chamado baricentro, está suficientemente longe da estrela, o movimento da estrela em seu redor pode ser detetável.
Nesta impressão de artista, uma pequena estrela (laranja) é orbitada por um planeta semelhante a Júpiter (azul) e por uma estrela companheira mais distante (vermelho).
Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Os astrónomos calcularam que o planeta tem cerca do dobro da massa de Júpiter e orbita a estrela a cada 284 dias. A sua distância à estrela é ligeiramente menos do que a distância de Vénus ao Sol. A órbita do planeta está inclinada cerca de 148 graus em relação às órbitas das duas estrelas.
"Isto significa que o planeta se move em torno da estrela principal na direção oposta à da estrela secundária [em torno da estrela principal]", disse Gisela Ortiz-León, da UNAM e do Instituto Max Planck para Radioastronomia. "Esta é a primeira vez que tal estrutura dinâmica foi observada num planeta associado a um sistema binário compacto que presumivelmente foi formado no mesmo disco protoplanetário", acrescentou.
"Estudos adicionais detalhados deste e de outros sistemas semelhantes podem ajudar-nos a obter conhecimentos importantes sobre como os planetas são formados em sistemas binários. Existem teorias alternativas para o mecanismo de formação e mais dados podem possivelmente indicar qual é o mais provável", disse Joel Sanchez-Bermudez da UNAM. "Em particular, os modelos atuais indicam que um planeta tão grande é muito improvável como companheiro de uma estrela tão pequena, por isso talvez esses modelos precisem de ser ajustados", salientou.
A técnica astrométrica será uma ferramenta valiosa para a caracterização de mais sistemas planetários, disseram os astrónomos. "Podemos fazer muitos mais trabalhos como este com o planeado ngVLA (Next Generation VLA)", disse Amy Mioduszewski, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory). "Com ele, podemos ser capazes de encontrar planetas tão pequenos como a Terra".
Os astrónomos divulgaram os seus achados na edição de 1 de setembro da revista The Astronomical Journal.
"Chuva de diamantes" em planetas gigantes gelados pode ser mais comum do que se pensava anteriormente
Um novo estudo descobriu que a "chuva de diamantes", um tipo de precipitação exótica há muito teorizada nos planetas gigantes gelados, pode ser mais comum do que se pensava anteriormente.
Numa experiência anterior, os investigadores imitaram as temperaturas e pressões extremas encontradas nas profundezas dos gigantes gelados Neptuno e Úrano e, pela primeira vez, observaram a chuva de diamantes à medida que se formava.
Investigando este processo num novo material que mais se assemelha à composição química de Neptuno e Úrano, cientistas do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia dos EUA e colegas descobriram que a presença de oxigénio torna a formação de diamantes mais provável, permitindo a sua formação e crescimento numa gama mais vasta de condições e em mais planetas.
Neptuno, fotografado pelo Hubble, onde chovem diamantes.
Crédito: NASA, ESA, A. Simon (Centro de Voo Espacial Goddard) e M.H. Wong (Universidade da Califórnia em Berkeley) e equipa OPAL
O novo estudo fornece uma imagem mais completa de como a chuva de diamantes se forma noutros planetas e, aqui na Terra, poderá levar a uma nova forma de fabricar nanodiamantes, que têm uma gama muito ampla de aplicações no fornecimento de medicamentos, sensores médicos, cirurgia não invasiva, fabrico sustentável e eletrónica quântica.
"O artigo anterior foi a primeira vez que vimos diretamente a formação de diamantes a partir de qualquer mistura", disse Siegfried Glenzer, diretor da Divisão de Alta Densidade Energética no SLAC. "Desde então, tem havido muitas experiências com diferentes materiais puros. Mas, dentro dos planetas, é muito mais complicado; há muitas mais substâncias químicas na mistura. E por isso, o que queríamos descobrir aqui era que tipo de efeito têm estes químicos adicionais".
A equipa, liderada pelo HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf) e pela Universidade de Rostock na Alemanha, bem como pela Escola Politécnica francesa em colaboração com o SLAC, publicou os seus resultados na revista Science Advances.
Começando pelo plástico
Na experiência anterior, os cientistas estudaram um material plástico feito de uma mistura de hidrogénio e carbono, componentes-chave da composição química global de Neptuno e Úrano. Mas para além do carbono e hidrogénio, os gigantes de gelo contêm outros elementos, tais como grandes quantidades de oxigénio.
Na experiência mais recente, os investigadores usaram plástico PET - frequentemente utilizado em embalagens alimentares, garrafas de plástico e recipientes - para reproduzir a composição destes planetas.
"O PET tem um bom equilíbrio entre o carbono, o hidrogénio e o oxigénio para simular a atividade nos planetas de gelo", disse Dominik Kraus, físico no HZDR e professor na Universidade de Rostock.
Na experiência, uma fina folha de plástico PET simples foi disparada com um laser. Os fortes flashes de laser que atingiram a amostra de material semelhante à folha aqueceram-na brevemente até 6000º C, gerando assim uma onda de choque que comprimia a matéria a milhões de vezes a pressão atmosférica durante alguns nanossegundos. Os cientistas foram capazes de determinar que pequenos diamantes, os chamados nanodiamantes, se formavam sob pressão extrema.
Crédito: Blaurock / HZDR
O oxigénio é o melhor amigo de um diamante
Os investigadores usaram um laser ótico de alta potência no instrumento MEC (Matter in Extreme Conditions) do LCLS (Linac Coherent Light Source) do SLAC para criar ondas de choque no PET. Em seguida, sondaram o que aconteceu ao plástico com pulsos de raios-X do LCLS.
Utilizando um método chamado difração de raios-X, observaram como os átomos do material se rearranjavam em pequenas regiões diamantíferas. Utilizaram simultaneamente outro método chamado dispersão de pequenos ângulos, que não tinha sido usada no primeiro artigo, para medir a rapidez e o tamanho do crescimento dessas regiões. Usando este método adicional, foram capazes de determinar que estas regiões diamantíferas cresceram até alguns nanómetros de largura. Verificaram que, com a presença de oxigénio no material, os nanodiamantes eram capazes de crescer a pressões e temperaturas mais baixas do que as observadas anteriormente.
"O efeito do oxigénio foi acelerar a divisão do carbono e hidrogénio e assim encorajar a formação de nanodiamantes", disse Kraus. "Isso significava que os átomos de carbono podiam combinar-se mais facilmente e formar diamantes".
Planetas sem gelo
Os investigadores preveem que os diamantes em Neptuno e Úrano se tornariam muito maiores do que os nanodiamantes produzidos nestas experiências - talvez com milhões de quilates em massa. Ao longo de milhares de anos, os diamantes poderiam afundar-se lentamente através das camadas de gelo dos planetas e reunir-se numa espessa camada em torno do núcleo sólido do planeta.
A equipa também encontrou evidências de que, em combinação com os diamantes, a água superiónica também se poderia formar. Esta fase recentemente descoberta da água é frequentemente descrita como "gelo quente e preto", existe a temperaturas e pressões extremamente elevadas. Nestas condições extremas, as moléculas de água quebram-se e os átomos de oxigénio formam uma malha de cristal em que os núcleos de hidrogénio flutuam livremente. Dado que estes núcleos flutuantes livres são carregados eletricamente, a água superiónica pode conduzir corrente elétrica e pode explicar os invulgares campos magnéticos em Úrano e Neptuno.
As descobertas poderiam também ter impacto na nossa compreensão dos planetas em galáxias distantes, uma vez que os cientistas pensam agora que os gigantes gelados são o tipo mais comum de planeta para lá do nosso Sistema Solar.
"Sabemos que o núcleo da Terra é predominantemente feito de ferro, mas muitas experiências ainda estão a investigar como a presença de elementos mais leves pode alterar as condições de fusão e as transições de fase", disse Silvia Pandolfi, cientista e colaboradora do SLAC. "A nossa experiência demonstra como estes elementos podem mudar as condições em que os diamantes se estão a formar nos planetas gigantes. Se queremos modelar com precisão os planetas, então precisamos de nos aproximar o mais possível da composição real do interior planetário".
Diamantes em bruto
A investigação também indica um potencial percurso para a produção de nanodiamantes por compressão de choque a laser para plásticos PET baratos. Embora já incluídos em agentes abrasivos e de polimento, no futuro, estas pequenas pedras preciosas podem potencialmente ser utilizadas para sensores quânticos, agentes de contraste médicos e aceleradores de reação para energias renováveis.
"O modo como os nanodiamantes são atualmente feitos, é pegando num monte de carbono ou diamante e explodi-lo com explosivos", disse Benjamin Ofori-Okai, cientista e colaborador do SLAC. "Isto cria nanodiamantes de vários tamanhos e formas e são difíceis de controlar. O que estamos a ver nesta experiência é uma reatividade diferente da mesma espécie sob altas temperaturas e pressões. Em alguns casos, os diamantes parecem estar a formar-se mais rapidamente do que outros, o que sugere que a presença destes outros químicos pode acelerar este processo. A produção a laser poderia oferecer um método mais limpo e mais facilmente controlado para produzir nanodiamantes. Se conseguirmos conceber formas de mudar algumas coisas sobre a reatividade, podemos mudar a rapidez com que se formam e, portanto, o seu tamanho".
Em seguida, os investigadores estão a planear experiências semelhantes usando amostras líquidas contendo etanol, água e amónia - de que são principalmente feitos Úrano e Neptuno - o que nos aproximará ainda mais da compreensão exata de como se formam as chuvas diamantíferas noutros planetas.
"O facto de podermos recriar estas condições extremas para ver como estes processos se desenrolam em escalas muito rápidas e muito pequenas é excitante", disse Nicholas Hartley, cientista e colaborador do SLAC. "Adicionar oxigénio aproxima-nos mais do que nunca de ver a imagem completa destes processos planetários, mas ainda há mais trabalho a ser feito. É um passo no caminho para obter a mistura mais realista e para ver como estes materiais se comportam verdadeiramente noutros planetas".
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Peter Kohlmann
Enquadrando uma brilhante região de emissão, esta imagem telescópica olha para o plano da nossa Via Láctea na direção da constelação de Cisne, rica em nebulosas. Com o nome popular de Nebulosa da Tulipa, a nuvem brilhante e avermelhada de gás e poeira interestelar encontra-se também no catálogo de 1959 do astrónomo Stewart Sharpless com o nome de Sh2-101. Com quase 70 anos-luz de diâmetro, a linda e complexa nebulosa floresce a cerca de 8000 anos-luz de distância. A radiação ultravioleta de estrelas jovens e energéticas na orla da associação OB3 de Cisne, incluindo a estrela do tipo-O, HDE 227018, ioniza os átomos e alimenta a emissão da Nebulosa da Tulipa. Também no campo de visão está o microquasar Cygnus X-1, uma das fontes mais fortes de raios-X do céu do planeta Terra. Alimentado por jatos poderosos do disco de acreção de um buraco negro, a sua ténue e curva frente de choque é pouco visível, logo para lá das pétalas da Tulipa cósmica, no lado direito da imagem.
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