Apresentação às Estrelas | Os tapa-estrelas! Data: 13 de outubro de 2022 Hora: 20:30
O tema desta sessão leva-nos a explorar asteroides sem os ver!
Vamos entender como é possível "adivinhar" a forma de um corpo longínquo e minúsculo, da mesma maneira como se "adivinhar" a órbita dele! Adulto: 4€ Jovem: 2€ Menores de 12 anos: gratuito.
Lotação máxima de 12 pessoas.
A observação astronómica depende de condições meteorológicas favoráveis. Inscrições obrigatórias (info@ccvalg.pt) Telefone: 289 890 920 E-mail: info@ccvalg.pt
Efemérides
Dia 23/09: 266.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1791, nascia Johann Franz Encke, astrónomo alemão que trabalhou no cálculo de períodos de cometas e asteroides, mediu a distância da Terra ao Sol e fez observações do planeta Saturno.
Em 1819, nascia Hippolyte Fizeau, físico francês conhecido por medir a velocidade da luz numa experiência com o seu nome.
Em 1846, Neptuno é descoberto pelo astrónomo francês Urbain Jean Joseph Le Verrier e pelo astrónomo inglês John Couch Adams; a descoberta é verificada pelo astrónomo alemão Johann Galle.
Em 1999, a NASA anunciava ter perdido o contato com a Mars Climate Orbiter. Observações: Equinócio de outono, pelas 02:04.
Como que para marcar a transição de verão para outono, Deneb toma o lugar da mais brilhante Vega como a estrela mais famosa mais perto do zénite depois do cair da noite
(para observadores a latitudes médias norte).
Dia 24/09: 267.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1970, a primeira sonda não-tripulada, a soviética Luna 16, regressa da Lua com mais de um quilograma de material lunar.
Em 1990, é observada a periódica Grande Mancha Branca em Saturno.
Em 2014, a sonda indiana MOM (Mars Orbiter Mission) alcança órbita marciana. É a primeira nação mundial a fazê-lo na primeira tentativa. Observações: Arcturo brilha cada vez mais baixo a oeste-noroeste depois do anoitecer. A forma da sua estreita constelação de Boieiro, uma espécie de "papagaio-de-papel", estende-se dois punhos à distância do braço esticado para cima e para a direita de Arcturo; Arcturo é onde a cauda do "papagaio-de-papel" está ligada.
Para a direita de Boieiro, a Ursa Maior está ficando nivelada.
E esta é a altura do ano em que, durante a noite, a pequena Ursa Menor "deita água" na Ursa Maior, situada por baixo. O oposto acontece nas noites de primavera.
Dia 25/09: 268.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1644, nascia Ole Romer, astrónomo dinamarquês que foi responsável pela demonstração de que a velocidade da luz era finita contrariamente ao que se pensava à data.
Em 1992, a NASA lança a Mars Observer, uma sonda de 511 milhões de dólares com destino Marte, a primeira ao planeta em 17 anos. Onze meses mais tarde, a sonda falha.
Em 2008, a China lança a nave Shenzhou 7. Observações: Lua Nova, pelas 22:54.
Dia 26/09: 269.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1580, Sir Francis Drake completa a sua circumnavegação da Terra.
Em 1997, lançamento da missão STS-86 do vaivém espacial Atlantis. Observações: Júpiter em oposição. Durante estas noites, aproveite para observar o planeta Júpiter com binóculos ou um telescópio, se tiver. Está na sua maior aproximação à Terra dos últimos 59 anos.
Curiosidades
Os potenciais exploradores de Marte podem agora dar uma volta pelo local de aterragem do rover Perseverance da NASA graças a um mapa interativo carregado com imagens orbitais, dados do terreno, bem como vistas panorâmicas 3D sintéticas e reais da Cratera Jezero e da sua área circundante. O mapa pode ser acedido através de um browser web normal.
Marte quase que cega o Telescópio Espacial James Webb
O Telescópio Espacial James Webb capturou as suas primeiras imagens e espectros de Marte no dia 5 de setembro de 2022. O telescópio, uma colaboração internacional entre a NASA, a ESA e a CSA, fornece uma perspetiva única do nosso planeta vizinho com a sua sensibilidade infravermelha, complementando os dados que estão a ser recolhidos por orbitadores, rovers e outros telescópios.
O posto de observação único do Webb, a quase 1,5 milhões de quilómetros de distância no ponto de Lagrange 2 (L2) do sistema Sol-Terra, proporciona uma visão do lado iluminado pelo Sol (aquele que está virado para o telescópio). Como resultado, o Webb pode capturar imagens e espectros com a resolução espectral necessária para estudar fenómenos de curto prazo como tempestades de poeira, padrões meteorológicos, mudanças sazonais e, numa única observação, processos que ocorrem em diferentes momentos (dia, pôr-do-Sol e noite) do dia marciano.
A imagem NIRCam de comprimento de onda mais curto (2,1 micrómetros) [canto superior direito] é dominada pela luz solar refletida e assim revela detalhes de superfície semelhantes aos aparentes nas imagens de luz visível [esquerda]. Os anéis da cratera Huygens, a rocha vulcânica escura de Syrtis Major e o brilho na Bacia Hellas, são todos aparentes nesta imagem.
A imagem NIRCam de maior comprimento de onda (4,3 micrómetros) [canto inferior direito] mostra a emissão térmica - luz emitida pelo planeta à medida que este perde calor. O brilho da luz a 4,3 micrómetros está relacionado com a temperatura da superfície e da atmosfera. A região mais brilhante do planeta é onde o Sol está quase no zénite, quando está geralmente mais quente. O brilho diminui perto das regiões polares, que recebem menos luz solar e menos luz é emitida do hemisfério norte, mais frio, onde é inverno nesta altura do ano.
No entanto, a temperatura não é o único factor que afecta a quantidade de luz de 4,3 micrómetros que chega ao Webb com este filtro. À medida que a luz emitida pelo planeta passa pela atmosfera de Marte, parte é absorvida por moléculas de dióxido de carbono (CO2). A Bacia Hellas - que é a maior estrutura de impacto bem preservada em Marte, abrangendo mais de 2000 quilómetros - parece mais escura do que a área envolvente devido a este efeito.
Crédito: NASA/ESA/CSA/STScI e equipa JWST/GTO de Marte
Por estar tão perto, o Planeta Vermelho é um dos objetos mais brilhantes no céu noturno, tanto em termos de luz visível (que os olhos humanos podem ver) como no infravermelho que o Webb foi concebido para detetar. Isto coloca desafios especiais ao observatório, que foi construído para detetar a luz extremamente ténue das galáxias mais distantes do Universo. Os instrumentos do Webb são tão sensíveis que, sem técnicas especiais de observação, a brilhante luz infravermelha de Marte cega o telescópio, provocando um fenómeno conhecido como "saturação do detetor". Os astrónomos ajustaram-se ao brilho extremo de Marte utilizando exposições muito curtas, medindo apenas parte da luz que atinge os detetores e aplicando técnicas especiais de análise de dados.
As primeiras imagens de Marte pelo Webb, capturadas pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera), mostram uma região do hemisfério oriental do planeta em dois comprimentos de onda, ou cores de luz infravermelha. Esta imagem mostra um mapa de referência de superfície da NASA e do MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) à esquerda, com os dois campos de visão do NIRCam sobrepostos. As imagens no infravermelho próximo pelo Webb são vistas à direita.
O primeiro espectro no infravermelho próximo de Marte, pelo Webb, capturado pelo instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), demonstra o poder do Webb em estudar o Planeta Vermelho com espectroscopia.
Este é o primeiro espectro infravermelho próximo de Marte pelo Webb, demonstrando o seu poder para estudar o Planeta Vermelho com espectroscopia.
Este espectro foi capturado pelo NIRSpec a 5 de setembro de 2022. É dominado pela luz solar refletida em comprimentos de onda inferiores a 3 micrómetros e pela emissão térmica em comprimentos de onda mais longos. A análise preliminar revela que os mergulhos espectrais aparecem em comprimentos de onda específicos onde a luz é absorvida por moléculas na atmosfera de Marte, especificamente dióxido de carbono, monóxido de carbono e água. Outros detalhes revelam informação sobre poeira, nuvens e características da superfície. Crédito: NASA/ESA/CSA/STScI e equipa JWST/GTO de Marte
Enquanto as imagens de Marte mostram diferenças de luminosidade integradas num grande número de comprimentos de onda de lugar para lugar em todo o planeta num determinado dia e hora, o espectro mostra as subtis variações de luminosidade entre centenas de diferentes de comprimentos de onda, representativas do planeta como um todo. Os astrónomos vão analisar as características do espectro para recolher informações adicionais sobre a superfície e atmosfera do planeta.
No futuro, o Webb vai utilizar estas imagens e dados espectroscópicos para explorar as diferenças regionais em todo o planeta e para procurar elementos vestigiais na atmosfera, incluindo metano e cloreto de hidrogénio.
Estas observações de Marte foram realizadas como parte do programa GTO (Guaranteed Time Observation) do Sistema Solar do Ciclo 1 do Webb, liderado por Heidi Hammel do AURA (Association of Universities for Research in Astronomy).
A ESA opera dois orbitadores marcianos, a sonda Mars Express e a sonda ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter), que forneceram um tesouro de conhecimentos sobre a atmosfera e superfície do Planeta Vermelho. Além disso, a ESA colabora com a JAXA na missão MMX (Martian Moons eXploration), a lançar em breve para a lua de Marte, Fobos.
Nova imagem do JWST capta a visão mais clara dos anéis de Neptuno em décadas
O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA está a mostrar as suas capacidades mais perto de casa com a sua primeira imagem de Neptuno. O Webb não só captou a visão mais clara dos anéis deste peculiar planeta em mais de 30 anos, como as suas câmaras estão também a revelar o gigante gelado sob uma luz totalmente nova.
O aspeto mais impressionante da nova imagem do Webb é a visão nítida dos anéis dinâmicos do planeta - alguns dos quais não têm sido vistos de todo, quanto mais com este detalhe, desde a passagem da Voyager 2 em 1989. Além dos vários anéis estreitos e brilhantes, as imagens do Webb mostram claramente as bandas de poeira mais fracas de Neptuno. A qualidade de imagem extremamente estável e precisa do Webb também permite detetar estes anéis fracos muito próximos de Neptuno.
Imagem de Neptuno captada pelo instrumento NIRCam do Webb a 12 de julho de 2022 que mostra os gloriosos anéis do planeta pela primeira vez em mais de três décadas.
As características mais proeminentes da atmosfera de Neptuno nesta imagem são uma série de manchas brilhantes no hemisfério sul do planeta que representam nuvens de alta altitude de metano gelado. Mais subtilmente, uma linha fina de brilho em torno do equador do planeta pode ser uma assinatura visual da circulação atmosférica global que alimenta os ventos e tempestades de Neptuno. Além disso, pela primeira vez, o Webb observou uma faixa contínua de nuvens de alta latitude em torno de um vórtice previamente conhecido no pólo sul de Neptuno.
Crédito: NASA/ESA/CSA e STScI
Neptuno tem fascinado e deixado os investigadores perplexos desde a sua descoberta em 1846. Localizado 30 vezes mais longe do Sol do que a Terra, Neptuno orbita numa das áreas mais sombrias do nosso Sistema Solar. A essa distância extrema, o Sol é tão pequeno e ténue que o meio-dia em Neptuno é semelhante a um fraco crepúsculo na Terra.
Este planeta é caracterizado como um gigante de gelo devido à composição química do seu interior. Em comparação com os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, Neptuno é muito mais rico em elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio. Isto é aparente no bem conhecido aspeto azul de Neptuno nas imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA em comprimentos de onda visíveis, provocado por pequenas quantidades de metano gasoso.
O instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb captura objetos no infravermelho próximo, de 0,6 a 5 micrómetros, pelo que Neptuno não aparece azul. De facto, o gás metano é tão fortemente absorvido que o planeta é bastante escuro nos comprimentos de onda do Webb, exceto quando existem nuvens de alta altitude. Tais nuvens de metano gelado são proeminentes como estrias brilhantes e manchas, que refletem a luz solar antes de ser absorvida pelo gás metano. Imagens de outros observatórios têm registado estas características de nuvens em rápida evolução ao longo dos anos.
Mais subtilmente, uma linha fina de luminosidade em torno do equador do planeta pode ser uma assinatura visual da circulação atmosférica global que alimenta os ventos e tempestades de Neptuno. A atmosfera desce e aquece no equador, e assim brilha mais em comprimentos de onda infravermelhos do que os gases mais frios e circundantes.
Nesta versão da imagem de Neptuno pelo instrumento NIRCam do Webb, as luas visíveis do planeta são legendadas. Neptuno tem 14 satélites conhecidos e sete deles são visíveis na imagem.
Tritão, o ponto brilhante na parte superior esquerda desta imagem, brilha muito mais do que Neptuno porque a atmosfera do planeta é escurecida pela absorção do metano nos comprimentos de onda captados pelo Webb. Tritão reflete uma média de 70 por cento da luz solar que o atinge. Suspeita-se que Tritão, que orbita Neptuno numa órbita retrógrada, tenha sido originalmente um objecto da Cintura de Kuiper que foi gravitacionalmente capturado por Neptuno.
Crédito: NASA/ESA/CSA e STScI (ver versão sem legendas)
A órbita de 164 anos de Neptuno significa que o seu polo norte, no topo desta imagem, está justamente fora de vista para os astrónomos, mas as imagens do Webb sugerem um brilho intrigante nessa área. Um vórtice previamente conhecido no polo sul é evidente na imagem do Webb, mas pela primeira o telescópio revelou uma banda contínua de nuvens à sua volta.
O Webb também fotografou sete das 14 luas conhecidas de Neptuno. Dominando este retrato de Neptuno pelo Webb está um ponto de luz muito brilhante ostentando os picos de difração vistos em muitas das imagens do Webb; não é uma estrela, mas a lua mais invulgar de Neptuno, Tritão.
Coberta por uma camada gelada de azoto condensado, Tritão reflete uma média de 70% da luz solar que a atinge. É bem mais brilhante do que Neptuno porque a atmosfera do planeta é escurecida pela absorção de metano nos comprimentos de onda do Webb. Tritão orbita Neptuno numa órbita bizarra (retrógrada), levando os astrónomos a especular que esta lua era na realidade um objeto da Cintura de Kuiper que foi gravitacionalmente capturado por Neptuno. Estão planeados estudos adicionais de Tritão e Neptuno para o próximo ano.
Os astrónomos arriscam-se a interpretar mal os sinais exoplanetários do JWST
O Telescópio Espacial James Webb da NASA está a revelar o Universo com uma clareza espetacular e sem precedentes. A visão infravermelha ultranítida do observatório cortou através da poeira cósmica para iluminar algumas das primeiras estruturas do Universo, juntamente com berçários estelares previamente obscurecidos e galáxias giratórias que se encontram a centenas de milhões de anos-luz de distância.
Além de ver mais longe do que nunca no Universo, o JWST vai capturar a visão mais abrangente de objetos na nossa própria Galáxia - nomeadamente, alguns dos 5000 exoplanetas que já foram descobertos na Via Láctea. Os astrónomos estão a aproveitar a precisão do telescópio para descodificar as atmosferas que rodeiam alguns destes mundos próximos. As propriedades das suas atmosferas podem dar pistas sobre como um planeta se formou e se alberga sinais de vida.
Um estudo do MIT descobriu que os astrónomos arriscam-se a interpretar mal os sinais planetários nos dados do Telescópio Espacial James Webb caso os modelos para interpretar os dados não melhorarem. Nesta imagem conceptual, o telescópio James Webb capta a luz de um planeta recém-descoberto (à esquerda). Contudo, quando os cientistas analisam estes dados, as limitações nos modelos de opacidade podem produzir previsões planetárias que estão desfasadas por uma ordem de magnitude (representados por 3 possíveis planetas à direita).
Crédito: Jose-Luis Olivares, MIT. Ícone do James Webb, cortesia da NASA
Mas um novo estudo do MIT (Massachusetts Institute of Technology) sugere que as ferramentas que os astrónomos tipicamente usam para descodificar sinais baseados na luz podem não ser suficientemente boas para interpretar com precisão os dados do novo telescópio. Especificamente, os modelos de opacidade - as ferramentas que modelam a forma como a luz interage com a matéria em função das propriedades da matéria - podem necessitar de uma refinação significativa a fim de corresponder à precisão dos dados do JWST, dizem os investigadores.
Se estes modelos não forem refinados? Os investigadores preveem que as propriedades das atmosferas planetárias, tais como a sua temperatura, pressão e composição elementar, podem estar erradas por uma ordem de grandeza.
"Existe uma diferença cientificamente significativa entre um composto como a água estar presente a 5% vs. 25%, que os modelos atuais não conseguem diferenciar", diz Julien de Wit, professor assistente no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT.
"Atualmente, o modelo que usamos para decifrar informação espectral não está à altura da precisão e qualidade dos dados que temos do telescópio James Webb", acrescenta o estudante Prajwal Niraula. "Precisamos de melhorar o nosso jogo e enfrentar juntos o problema da opacidade".
De Wit, Niraula e colegas publicaram o seu estudo na revista Nature Astronomy. Os coautores incluem os especialistas em espectroscopia Iouli Gordon, Robert Hargreaves, Clara Sousa-Silva e Roman Kochanov do Centro para Astrofísica | Harvard-Smithsonian.
Subindo de nível
A opacidade é uma medida da facilidade com que os fotões passam através de um material. Os fotões de certos comprimentos de onda podem passar diretamente através de um material, ser absorvidos ou ser refletidos, dependendo se e como interagem com certas moléculas dentro de um material. Esta interação também depende da temperatura e pressão de um material.
Um modelo de opacidade funciona com base em vários pressupostos de como a luz interage com a matéria. Os astrónomos utilizam modelos de opacidade para derivar certas propriedades de um material, dado o espectro de luz que o material emite. No contexto dos exoplanetas, um modelo de opacidade pode descodificar o tipo e abundância de elementos químicos na atmosfera de um planeta, com base na luz do planeta que um telescópio capta.
De Wit diz que, atualmente, o melhor modelo de opacidade, que ele compara a uma ferramenta clássica de tradução de línguas, tem feito um trabalho decente na descodificação de dados espectrais obtidos por instrumentos como os do Telescópio Espacial Hubble.
"Até agora, esta Pedra de Roseta tem estado OK", diz de Wit. "Mas agora que vamos para o próximo nível com a precisão do Webb, o nosso processo de tradução irá impedir-nos de apanhar subtilezas importantes, tais como as que fazem a diferença entre um planeta ser habitável ou não".
Luz, perturbada
Ele e colegas argumentam este ponto no seu estudo, no qual põem à prova o modelo de opacidade mais frequentemente utilizado. A equipa procurou ver que propriedades atmosféricas o modelo obteria se fosse ajustado para assumir certas limitações na nossa compreensão de como a luz e a matéria interagem. Os investigadores criaram oito modelos "perturbados". Depois alimentaram cada modelo, incluindo a versão real, com "espectros sintéticos" - padrões de luz que foram simulados pelo grupo e semelhantes à precisão que o JWST iria ver.
Descobriram que, com base nos mesmos espectros de luz, cada modelo perturbado produzia previsões abrangentes sobre as propriedades da atmosfera de um planeta. Com base na sua análise, a equipa conclui que, se os modelos de opacidade existentes forem aplicados aos espectros de luz captados pelo telescópio Webb, vão atingir uma "parede de precisão". Ou seja, não serão suficientemente sensíveis para dizer se um planeta tem uma temperatura atmosférica de 300 K ou 600 K, ou se um determinado gás ocupa 5% ou 25% de uma camada atmosférica.
"Essa diferença é importante para que possamos restringir os mecanismos de formação planetária e identificar de forma fiável as bioassinaturas", diz Niraula.
A equipa também descobriu que cada modelo também produziu um "bom ajuste" com os dados, o que significa que, embora um modelo perturbado tenha produzido uma composição química que os investigadores sabiam estar incorreta, também gerou um espectro de luz a partir dessa composição química que estava suficientemente próximo, que se "ajustava" com o espectro original.
"Descobrimos que existem parâmetros suficientes a refinar, mesmo com um modelo errado, para ainda assim obter um bom ajuste, o que significa que não saberíamos que o modelo estava errado e o que está errado no que ele diz", explica de Wit.
De Wit e colegas levantam algumas ideias sobre como melhorar os modelos de opacidade existentes, incluindo a necessidade de mais medições laboratoriais e cálculos teóricos para refinar os pressupostos dos modelos de como a luz e várias moléculas interagem, bem como colaborações entre disciplinas e, em particular, entre a astronomia e a espectroscopia.
"A fim de interpretar de forma fiável os espectros das diversas atmosferas exoplanetárias, precisamos de uma extensa campanha para novas medições e cálculos precisos de parâmetros espectroscópicos moleculares relevantes", diz o coautor do estudo Iouli Gordon, físico do Centro para Astrofísica | Harvard-Smithsonian. "Estes parâmetros terão de ser oportunamente implementados em bases de dados espectroscópicos de referência e, consequentemente, nos modelos utilizados pelos astrónomos".
"Há tanto que poderia ser feito se soubéssemos perfeitamente como a luz e a matéria interagem", acrescenta Niraula. "Sabemos isso suficientemente bem para condições parecidas às da Terra, mas assim que nos deslocamos para diferentes tipos de atmosferas, as coisas mudam, e isso são muitos dados, com qualidade crescente, que nos arriscamos a interpretar mal".
Novas pistas sobre a atmosfera primitiva de Marte sugerem um planeta molhado capaz de suportar vida (via Instituto SETI)
Uma nova investigação publicada na revista Earth and Planetary Science Letters sugere que Marte nasceu húmido, com uma atmosfera densa permitindo oceanos amenos a quentes durante milhões de anos. Para chegar a esta conclusão, os investigadores desenvolveram o primeiro modelo da evolução da atmosfera marciana que liga as altas temperaturas associadas à formação de Marte, em estado de fusão, à formação dos primeiros oceanos e atmosfera. Este modelo mostra que - como na Terra moderna - o vapor de água na atmosfera marciana estava concentrado na atmosfera inferior e que a atmosfera superior de Marte estava "seca" porque o vapor de água se condensava como nuvens nos níveis inferiores da atmosfera. O hidrogénio molecular (H2), pelo contrário, não condensava e era transportado para a atmosfera superior de Marte, onde era perdido para o espaço. Esta conclusão - que o vapor de água condensou e foi retido no início de Marte enquanto que o hidrogénio molecular não condensou e escapou - permite que o modelo seja diretamente ligado a medições feitas por missões espaciais, especificamente, o rover Curiosity. Ler fonte
InSight da NASA ouve os seus primeiros impactos de meteoroides em Marte (via Universidade Brown)
O "lander" InSight da NASA detetou ondas sísmicas de quatro rochas espaciais que se despenharam em Marte em 2020 e 2021. Estas representam não só os primeiros impactos detetados pelo sismómetro do módulo desde que o InSight pousou em Marte em 2018, como também marca a primeira vez que ondas sísmicas e acústicas de um impacto foram detetadas no Planeta Vermelho - um desenvolvimento que proporciona aos cientistas uma nova forma de estudar a crosta, manto e núcleo de Marte. Ler fonte
Álbum de fotografias - A Nebulosa Cabeça de Cavalo no Infravermelho, pelo Hubble
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