Dia 13/12: 347.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1867, nascia Kristian Birkeland, cientista norueguês, conhecido por ter sido o primeiro a elucidar a natureza da Aurora Boreal.
Em 1920, era medido o primeiro diâmetro estelar (Betelgeuse), por Francis Pease com um interferómetro no Mt. Wilson.
Em 1962, lançamento do Relay 1 da NASA, primeiro satélite de comunicações em órbita.
Em 1972, Eugene Cernan e Harrison Schmitt fazem o seu terceiro e último passeio lunar com o rover, durante a missão Apollo 17. Observações: O Triângulo de Verão está cada vez mais baixo a oeste com o aproximar da nova estação, e Altair é a primeira das suas estrelas a desaparecer por trás do horizonte (a partir de latitudes médias norte). Comece por avistar a brilhante Vega, de magnitude zero, a noroeste logo após o anoitecer. A estrela mais brilhante acima é Deneb. A terceira estrela do Triângulo, Altair, está mais distante para a esquerda de Vega ou para baixo e para a esquerda de Vega. Até que horas, ou até que dia de inverno, consegue avistar Altair?
Dia 14/12: 348.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1546 nascia Tycho Brahe.
Nascido em Knudstrup, o astrónomo dinamarquês estabeleceu o primeiro observatório moderno e alterou muitas teorias Copernianas. Deu a Kepler o seu primeiro trabalho de campo.
Em 1782, o primeiro balão dos irmãos Montgolfier levanta voo no seu primeiro teste.
Em 1962, a sonda americana Mariner 2 encontra Vénus e torna-se na primeira sonda interplanetária bem-sucedida.
Em 1972, Eugene Cernan torna-se na última pessoa a pisar a Lua, após ele e Harrison Schmidt completarem o terceiro e último EVA (atividade extra-veicular) da missão Apollo 17. Observações: Às primeiras horas de hoje, pico da chuva de meteoros das Geminídeas. O luar vai interferir com a observação.
Dia 15/12: 349.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1852, nascia Henri Becquerel, físico que, juntamente com Marie e Pierre Curie, recebeu o prémio Nobel da Física pela sua descoberta da radioatividade. A unidade SI da radioativade, o becquerel (Bq), tem o seu nome.
Em 1911, Roald Amundsen escreve no seu diário o estranho comportamento do Sol no céu ao chegar ao polo sul (possivelmente o primeiro grupo a alcançar qualquer um dos polos).
Em 1965 as Gemini 6 e 7 realizam o seu primeiro encontro entre duas naves em órbita da Terra.
Os astronautas da Gemini 6 eram Walter Schirra e Thomas Stafford, e os da Gemini 7 Frank Borman e James A. Lovell Jr.
Em 1970, a sonda soviética Venera 7 aterra em Vénus e torna-se na primeira sonda a transmitir dados da superfície de outro planeta. Embora esta transmissão tivesse durado apenas 23 minutos, possivelmente devido à sonda ter aterrado de lado por causa de uma avaria no seu para-quedas, os sensores de temperatura e pressão confirmaram que a pressão à superfície do planeta era noventa vezes maior que na Terra e a temperatura era de mais de 475 graus centígrados.
Em 1984 era lançada a Vega 1 (missão para o planeta Vénus e Cometa Halley). Observações: Esta é a altura do ano em que M31, a Galáxia de Andrómeda, passa perto do zénite ao início da noite (caso viva a latitudes médias norte). A hora depende da longitude do observador. Os binóculos mostram M31 logo ao lado do joelho de Andrómeda.
Curiosidades
Esta época natalícia, um desafio: encontremos um misterioso asteroide!
Um asteroide com 60-140 m aproxima-se da Terra, e para celebrar o lançamento do novo kit de ferramentas de asteroides da ESA, a agência espacial está a a apelar a astrónomos amadores para que o encontrem. O asteroide de Natal, 2015 RN35, não representa qualquer ameaça, mas como muitas das rochas espaciais de tamanho médio lá fora, simplesmente não sabemos muito sobre ele. 2015 RN35 vai fazer uma aproximação em segurança, da Terra, às 08:12 UTC a 15 de dezembro, passando a 686.000 km - pouco menos de duas distâncias lunares.
Os observadores no hemisfério sul terão a melhor vista durante a aproximação próxima, mas a Europa terá uma oportunidade nos dias seguintes, até cerca de 19 de dezembro.
De 15 a 17 de dezembro, o asteroide 2015 RN35 terá uma magnitude visual inferior a 14 (para referência, Plutão tem uma magnitude visual de 14). Telescópios com 30 cm de abertura e maiores deverão ser capazes de detetar o asteroide de Natal.
Utilize a hashtag #ESAChristmasAsteroid nas redes sociais para partilhar os seus resultados, que a ESA vai mostrar no seu canal @esaoperations.
Nave espacial Orion regressa à Terra após histórica missão lunar
A nave espacial Orion da NASA amarou no Oceano Pacífico, a oeste de Baja, Califórnia, às 17:40 (hora portuguesa) de domingo, após uma missão cheia de recordes, viajando mais de 2,2 milhões de quilómetros num percurso à volta da Lua e regressando em segurança à Terra, completando assim o teste de voo Artemis I.
A amaragem é o marco final da missão Artemis I que começou com uma descolagem bem-sucedida do foguetão SLS (Space Launch System) da NASA, a 16 de novembro, a partir da plataforma de lançamento 39B no Centro Espacial Kennedy da NASA no estado norte-americano da Flórida. Ao longo de 25,5 dias, a NASA testou a Orion no ambiente inóspito do espaço profundo antes de transportar astronautas durante a missão Artemis II.
A nave espacial Orion da NASA, da Artemis I, amara no Oceano Pacífico às 09:40 PST (17:40, hora portuguesa) de domingo, dia 11 de dezembro de 2022, após uma missão com a duração de 25,5 dias.
Crédito: NASA
"A amaragem da nave espacial Orion - que ocorreu exatamente 50 anos depois do pouso da Apollo 17 na Lua - é o maior feito da Artemis I. Desde o lançamento do foguetão mais poderoso do mundo até à excecional viagem à volta da Lua e o regresso à Terra, este teste de voo é um grande passo em frente na exploração lunar da Geração Artemis", disse Bill Nelson, Administrador da NASA. "Não seria possível sem a incrível equipa da NASA. Durante anos, milhares de indivíduos dedicaram-se a esta missão, o que está a inspirar o mundo a trabalhar em conjunto para alcançar margens cósmicas intocadas. O dia de hoje é uma enorme vitória para a NASA, para os EUA, para os nossos parceiros internacionais e para toda a humanidade".
Durante a missão, a nave Orion realizou dois "flybys" lunares, chegando a 128 km da superfície do nosso satélite natural. A sua maior distância à Terra situou-se pouco acima dos 434.500 quilómetros, mais de 1000 vezes mais longe do que a altitude a que Estação Espacial Internacional orbita o nosso planeta, para intencionalmente "stressar" os sistemas antes de voar com tripulação.
"Com a Orion de regresso em segurança à Terra, podemos começar a ver a nossa próxima missão no horizonte, a qual irá levar uma tripulação à Lua pela primeira vez como parte da próxima era de exploração", disse Jim Free, administrador associado da NASA para o ESMD (Exploration Systems Development Mission Directorate). "Isto começa o percurso de uma cadência regular de missões e uma presença humana contínua na Lua para a descoberta científica e para a preparação de missões humanas a Marte".
Antes de entrar na atmosfera da Terra, o módulo que será tripulado separou-se do módulo de serviço, que é a central propulsora fornecida pela ESA. Durante a reentrada, a Orion suportou temperaturas cerca de metade tão quentes quanto a superfície do Sol, aproximadamente 2760º C. Em cerca de 20 minutos, a Orion abrandou de mais de 40.000 km/h para cerca de 32 km/h para a sua amaragem assistida por paraquedas.
Durante o teste de voo, a Orion permaneceu no espaço mais tempo do que qualquer nave espacial concebida para transportar astronautas, sem acoplar a uma estação espacial. Enquanto estava em distante órbita lunar, a Orion ultrapassou o recorde de distância percorrida por uma nave espacial concebida para transportar humanos, previamente estabelecido durante a Apollo 13.
A nave espacial Orion da NASA, para a missão Artemis I, foi recuperada com sucesso dentro do convés do navio USS Portland no dia 11 de dezembro de 2022 ao largo da costa de Baja, California. Após o lançamento do foguetão SLS (Space Launch System) no dia 16 de novembro de 2022, a partir do Centro Espacial Kennedy da agência, na Florida, a Orion passou 25,5 dias no espaço antes de regressar à Terra, completando assim a missão Artemis I.
Crédito: NASA/Kim Shiflett
"A Orion regressou da Lua e está de volta em segurança ao planeta Terra", disse Mike Sarafin, gestor da missão Artemis I. "Com a amaragem, operámos com sucesso a Orion no ambiente do espaço profundo, onde excedeu as nossas expetativas e demonstrou que a Orion pode suportar as condições extremas do regresso através da atmosfera da Terra a partir de velocidades lunares".
As equipas de recuperação trabalharam para assegurar a Orion na sua viagem de regresso a casa. A NASA lidera a equipa interagências de aterragem e recuperação a bordo do navio USS Portland, que consiste de pessoal e bens do Departamento de Defesa dos EUA, incluindo especialistas anfíbios da marinha, especialistas em meteorologia da Força Espacial e especialistas da Força Aérea, bem como engenheiros e técnicos do Centro Espacial Kennedy da NASA, do Centro Espacial Johnson da agência em Houston e das Operações Espaciais da Lockheed Martin.
A Orion vai regressar a terra e os técnicos vão transportá-la por camião até ao Centro Espacial Kennedy. Uma vez de volta "a casa", as equipas vão abrir a escotilha e descarregar várias cargas úteis, incluindo o Comandante Moonikin Campos, experiências de biologia espacial, Snoopy e o kit de voo espacial. Em seguida, a cápsula e o seu escudo térmico serão submetidos a testes e análises ao longo de vários meses.
A Artemis I foi o primeiro teste integrado dos sistemas de exploração do espaço profundo da NASA - a nave espacial Orion, o foguetão SLS e os sistemas terrestres de apoio - e foi apoiada por milhares de pessoas em todo o mundo, desde empreiteiros que construíram a nave espacial e o foguetão, às infraestruturas terrestres necessárias para o seu lançamento, a parceiros internacionais e universitários, a pequenas empresas fornecedoras de subsistemas e componentes.
Através das missões Artemis, a NASA vai aterrar a primeira mulher e a primeira pessoa de cor na superfície da Lua, preparando o caminho para uma presença lunar a longo prazo e servindo de pedra angular para uma viagem humana a Marte.
Contagens de raios cósmicos, escondidas em dados de naves espaciais, realçam a influência do ciclo solar em Marte e Vénus
Impressões de artista da Mars Express (esquerda) e Venus Express (direita).
Crédito: ESA/D. Ducros/AOES Medialab
Medições das missões gémeas da ESA, a Mars Express e a Venus Express, capturaram a dança entre a intensidade dos raios cósmicos altamente energéticos e a influência da atividade do Sol em todo o nosso Sistema Solar interior.
Uma comparação dos dados do sensor de plasma ASPERA, um instrumento transportado por ambas as naves espaciais, com o número de manchas solares visíveis à superfície do Sol, mostra como os raios cósmicos são suprimidos durante os picos de atividade no ciclo solar de 11 anos. O estudo internacional, liderado pelo Dr. Yoshifumi Futaana do Instituto Sueco de Física Espacial, foi publicado na revista The Astrophysical Journal.
Os raios cósmicos são partículas que viajam quase à velocidade da luz que têm origem fora do nosso Sistema Solar. São uma perigosa forma de radiação altamente energética que pode causar falhas eletrónicas nas naves espaciais e danificar o ADN dos seres humanos no espaço.
Para além da relação de uma década com o ciclo solar, os investigadores também observaram como as deteções de raios cósmicos variaram ao longo dos curtos períodos de tempo de uma órbita. Surpreendentemente, descobriram que a área protegida dos raios cósmicos, por trás de Marte, é mais de 100 quilómetros mais larga do que o raio real do planeta. A razão pela qual esta área bloqueada deve ser tão grande ainda não é clara.
"O estudo mostra a gama de conhecimentos valiosos que podem ser derivados do que é realmente informação da contagem de fundo recolhida pelos instrumentos ASPERA. A compreensão das várias relações entre os raios cósmicos e o ciclo solar, entre as atmosferas dos planetas e o desempenho dos instrumentos das naves espaciais é muito importante para futuras missões robóticas e de exploração humana", disse o Dr. Futaana.
Lançada em 2003, a Mars Express continua em serviço em torno do Planeta Vermelho, enquanto a Venus Express operou de 2006 a 2014. Os investigadores compararam o conjunto de dados de 17 anos de Marte e o conjunto de dados de oito anos de Vénus com medições de raios cósmicos obtidas na Terra com o monitor de neutrões Thule na Gronelândia. Os cientistas obtiveram valores médios das contagens de raios cósmicos durante períodos de três meses para minimizar a influência da atividade solar esporádica, tais como proeminências ou ejeções de massa coronal. As bases de dados das contagens da radiação de fundo, extraídas para o estudo, foram publicadas e podem ser consultadas através do serviço meteorológico espacial e planetário SPIDER.
Todos os conjuntos de dados mostraram uma diminuição no número de deteções de raios cósmicos, uma vez que foi atingido o pico de atividade do Ciclo solar 24. Em particular, os dados da Mars Express e as observações na Terra mostraram características muito semelhantes. Contudo, houve um atraso aparente de cerca de nove meses entre o número máximo de manchas solares e o mínimo de deteções de raios cósmicos em Marte.
"Estudos anteriores sugeriram que existe um atraso de vários meses entre a atividade solar e o comportamento dos raios cósmicos na Terra e em Marte. Os nossos resultados parecem confirmar isto e também fornecer mais evidências de que o Ciclo solar 24 foi um pouco invulgar, talvez devido ao longo mínimo solar entre o Ciclo 23 e 24, ou à atividade relativamente baixa durante o Ciclo 24", disse o Dr. Futaana.
A análise dos dados da Venus Express foi complicada por alterações na forma como o processamento a bordo foi efetuado a partir de 2010. Além disso, embora os instrumentos ASPERA transportados pela Mars Express e Venus Express se baseassem num desenho comum, cada um deles foi adaptado aos ambientes planetários muito diferentes em que operaram. Isto significa que uma comparação direta dos fluxos de raios cósmicos em Marte e Vénus não é possível utilizando os conjuntos de dados disponíveis.
"A utilização de contagens de fundo para estudar a interação dos raios cósmicos e partículas altamente energéticas com missões planetárias é relativamente nova. No entanto, a obtenção desta informação mostra potencial como uma ferramenta poderosa, por exemplo, na proteção da futura missão JUICE (JUpiter Icy moon Explorer) da ESA, que irá explorar o ambiente inóspito em torno das luas geladas de Júpiter", disse Nicolas Andre do IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) em Toulouse, França, coordenador do serviço SPIDER e coautor deste estudo.
Sem mais dados, as origens dos buracos negros binários podem ser "fabricadas"
O modo como um buraco negro gira fornece pistas da sua origem. Isto é especialmente verdade para os binários, em que dois buracos negros se orbitam um ao outro antes de se fundirem. A rotação e a inclinação dos respetivos buracos negros, imediatamente antes da fusão, pode revelar se os gigantes invisíveis surgiram de um disco galáctico calmo ou de um enxame mais dinâmico de estrelas.
Os astrónomos esperam determinar qual destas histórias de origem é a mais provável através da análise dos 69 binários confirmados detetados até à data. Mas um novo estudo conclui que, por agora, o catálogo atual de binários não é suficiente para revelar nada de fundamental acerca da formação dos buracos negros.
Um estudo do MIT conclui que, por enquanto, o catálogo de binários conhecidos de buracos negros não revela nada de fundamental sobre como os buracos negros se formam. Na figura é apresentada uma simulação da luz emitida por um sistema binário supermassivo de buracos negros onde o gás circundante é oticamente fino (transparente).
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
Num estudo publicado na revista Astronomy and Astrophysics, físicos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) mostram que quando todos os binários conhecidos e as suas rotações são colocadas em modelos de formação de buracos negros, as conclusões podem parecer muito diferentes, dependendo do modelo em particular utilizado para interpretar os dados.
As origens de um buraco negro podem, portanto, ser "fabricadas" de diferentes maneiras, dependendo das suposições do modelo sobre a forma como o Universo funciona.
"Quando se muda o modelo e se torna mais flexível ou se fazem pressupostos diferentes, obtém-se uma resposta diferente sobre como os buracos negros se formaram no Universo", diz a coautora Sylvia Biscoveanu, estudante no MIT que trabalha no Laboratório LIGO. "Mostramos que os cientistas precisam de ter cuidado porque ainda não estamos na fase em que os nossos dados nos permitem acreditar no que o modelo nos diz".
Os coautores do estudo incluem Colm Talbot, pós-doc do MIT; e Salvatore Vitale, professor associado de física e membro do Instituto Kavli de Astrofísica e Investigação Espacial no MIT.
Um conto de duas origens
Pensa-se que os buracos negros nos sistemas binários surgem por uma de duas vias. A primeira é através de "evolução binária de campo", em que duas estrelas evoluem juntas e eventualmente explodem como supernovas, deixando para trás dois buracos negros que continuam a orbitar num sistema binário. Neste cenário, os buracos negros devem ter rotações relativamente alinhadas, pois teriam tido tempo - primeiro como estrelas, depois como buracos negros - de se puxar um ao outro para orientações semelhantes. Se os buracos negros de um binário tiverem aproximadamente a mesma rotação, os cientistas pensam que devem ter evoluído num ambiente relativamente calmo, tal como um disco galáctico.
Os buracos negros binários também se podem formar através de "montagem dinâmica", onde dois buracos negros evoluem separadamente, cada um com a sua própria inclinação e rotação. Devido a determinados processos astrofísicos, os buracos negros eventualmente encontram-se e aproximam-se o suficiente para formar um sistema binário. Um tal emparelhamento dinâmico ocorreria provavelmente não num disco galáctico calmo, mas num ambiente mais denso, como um enxame globular, onde a interação de milhares de estrelas pode fazer com que dois buracos negros se juntem. Se os buracos negros de um binário tiverem rotações orientadas aleatoriamente, é provável que se tenham formado num enxame globular.
Mas que fração de binários se formam através de uma via vs. a outra? A resposta, pensam os astrónomos, deve residir nos dados e, particularmente, nas medições das rotações dos buracos negros.
Até à data, os astrónomos derivaram as rotações de buracos negros em 69 binários, que foram descobertos por uma rede de detetores de ondas gravitacionais incluindo o LIGO nos EUA e o seu homólogo italiano Virgo. Cada detetor "ouve" sinais de ondas gravitacionais - reverberações muito subtis através do espaço-tempo, remanescentes de eventos astrofísicos extremos tais como a fusão de buracos negros massivos.
Com cada deteção binária, os astrónomos estimaram as propriedades dos respetivos buracos negros, incluindo a sua massa e rotação. Trabalharam as medições da rotação num modelo geralmente aceite da formação de buracos negros e encontraram sinais de que os binários poderiam ter tanto uma rotação preferida e alinhada como rotações aleatórias. Ou seja, o Universo pode produzir binários tanto em discos galácticos como em enxames globulares.
"Mas nós queríamos saber se temos dados suficientes para fazer esta distinção", diz Biscoveanu. "E acontece que as coisas são confusas e incertas e é mais difícil do que parece".
Percebendo os dados
No seu novo estudo, a equipa do MIT testou se os mesmos dados produziriam as mesmas conclusões quando trabalhados em modelos teóricos ligeiramente diferentes de como os buracos negros se formam.
A equipa primeiro reproduziu as medições de rotação do LIGO num modelo amplamente utilizado da formação de buracos negros. Este modelo assume que uma fração de binários no Universo prefere produzir buracos negros com rotações alinhadas, onde o resto dos binários têm rotações aleatórias. Descobriram que os dados pareciam concordar com as suposições deste modelo e mostraram um pico onde o modelo previa que deveriam existir mais buracos negros com rotações semelhantes.
Depois ajustaram ligeiramente o modelo, alterando os seus pressupostos de modo a prever uma orientação ligeiramente diferente das rotações preferidas dos buracos negros. Quando trabalharam os mesmos dados neste modelo ajustado, descobriram que os dados se deslocaram para estarem alinhados com as novas previsões. Os dados também fizeram deslocações semelhantes em outros 10 modelos, cada um com uma suposição diferente de como os buracos negros preferem girar.
"O nosso trabalho mostra que o resultado depende inteiramente de como modelamos a astrofísica, em vez dos dados propriamente ditos", diz Biscoveanu.
"Precisamos de mais dados do que pensávamos, se quisermos fazer uma afirmação que é independente das suposições astrofísicas que fazemos", acrescenta Vitale.
De quantos mais dados necessitam os astrónomos? Vitale estima que assim que a rede LIGO volte a funcionar, no início de 2023, os instrumentos vão detetar um novo buraco negro duplo a cada poucos dias. Durante o próximo ano, poderemos ter centenas de novas medições a acrescentar aos dados.
"As medições das rotações que temos agora são muito incertas", diz Vitale. "Mas à medida que acumulamos muitas mais, podemos obter melhor informação. Então podemos dizer, independentemente do detalhe do meu modelo, que os dados contam sempre a mesma história - uma história em que podemos então acreditar".
A lua mais estranha do Sistema Solar tem tons de amarelo vivo. A imagem aqui em destaque, uma tentativa de mostrar como Io apareceria em "cores verdadeiras" percetíveis ao olho humano, foi obtida em julho de 1999 pela nave espacial Galileo que orbitou Júpiter de 1995 a 2003. As cores de Io derivam do enxofre e da rocha de silicato derretida. A invulgar superfície de Io é mantida muito jovem pelo seu sistema de vulcões ativos. A intensa força de maré de Júpiter "estica" Io e "acalma" oscilações provocadas pelas outras luas galileanas do planeta. A fricção resultante aquece muito o interior de Io, causando a explosão de rocha derretida através da superfície. Os vulcões de Io são tão ativos que estão efetivamente a virar toda a lua de dentro para fora. Alguma da lava vulcânica de Io é tão quente que brilha no escuro.
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