DIA 27/12: 362.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1571, nascia Johannes Kepler, astrónomo e matemático alemão. Foi uma figura-chave na revolução científica do século XVII, conhecido principalmente pelas suas leis do movimento planetário.
Em 1968, a Apollo 8 amara no Oceano Pacífico, terminando a primeira missão tripulada à Lua.
Em 2004, radiação de uma explosão no magnetarSGR 1806-20 alcança a Terra. Foi o evento exosolar mais brilhante alguma vez observado até ao aparecimento do GRB 080319B em 2008. HOJE, NO COSMOS:
Júpiter esteve em oposição há quase um mês. Isto significa que já está razoavelmente alto a este quando o avistar ao lusco-fusco. Quão cedo consegue avistar Aldebarã, 6º para a sua direita? E depois as estrelas de terceira e quarta magnitudes do "V" das Híades?
Logo após o cair da noite, aviste o brilhante planeta vénus a sudoeste. Olhe pouco mais de um grau para a sua esquerda em busca da estrela de terceira magnitude Delta Capricorni. Binóculos ajudam. Embora magnitude 3 pareça fácil a olho nu, Delta Cap é mais de 700 vezes mais ténue do que Vénus.
DIA 28/12: 363.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1612, Galileu Galilei torna-se no primeiro astrónomo a observar o planeta Neptuno, embora o catalogue erradamente como uma estrela fixa.
Em 1798, nascia Thomas Henderson, astrónomo escocês, conhecido por ter sido o primeiro a medir a distância até Alpha Centauri.
Em 1895, Wilhem Röntgen publica um artigo no qual descreve a sua descoberta de um novo tipo de radiação, que mais tarde se veio a chamar raios-X.
Em 1882, nascia Arthur Eddington, astrofísico que confirmaria a previsão de Einstein de encurvamento do espaço-tempo no célebre eclipse de 1919 observado na ilha de Príncipe (território português nessa época).
Foi quem desenvolveu o modelo da pulsação das cefeidas e trabalhou a par de Einstein na tentativa de unificação das forças fundamentais.
Em 1973, o cometa Kohoutek atingia o periélio. HOJE, NO COSMOS:
Ao amanhecer, procure bem baixo a sudeste a fina Lua Minguante. Antares está apenas a cerca de 1º para a esquerda do nosso satélite natural, e o mais brilhante planeta Mercúrio está 8º para a esquerda do par. Binóculos ajudam. Antares tem magnitude +1,0, ao passo que Mercúrio tem magnitude -0,3, 3 vezes mais brilhante.
Repita a observação de Vénus e de Delta Capricorni de ontem e repare que Vénus está agora para cima e para a direita da estrela.
Pelas 23:34, observe telescopicamente Júpiter. Vai notar que Calisto, Europa e Io (ordem de mais perto para mais distante do planeta) formam uma linha reta mas que parece estar fora do eixo de
rotação de Júpiter, pois nós estamos habituados a vê-los no plano do equador do planeta! Estes eventos podem acontecer porque o plano da órbita de Júpiter está ligeiramente inclinado em relação ao ponto de vista da Terra, o que permite estas perspetivas invulgares.
DIA 29/12: 364.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1923 nascia Yvonne Choquet-Bruhat, física e matemática francesa, cujo trabalho se situou na interseção da matemática com a física, nomeadamente na teoria da relatividade geral de Einstein. O seu trabalho foi aplicado na deteção das ondas gravitacionais. HOJE, NO COSMOS:
O ano está a terminar e Orionte já dá o seu espetáculo de inverno! Sobe a este-sudeste assim que fica noite, com a sua Cintura de três estrelas quase na vertical. Para a esquerda da Cintura está a alaranjada Betelgeuse e para a direita da Cintura está a brilhante e esbranquiçada Rigel, ambas supergigantes. A Cintura aponta para cima até Aldebarã e Júpiter e, ainda mais alto, para as Plêiades. Na outra direção, aponta até onde Sirius vai nascer depois do anoitecer.
DIA 30/12: 365.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 2000, dá-se a passagem das sondas acopladas Cassini-Huygens por Júpiter.
Passam a 9.721.846 km do topo das nuvens de Júpiter à medida que recebem um impulso gravitacional para a última parte da viagem até Saturno. HOJE, NO COSMOS:
Esta é a altura do ano em que M31, a Galáxia de Andrómeda, passa perto do zénite pouco depois do anoitecer (para observadores a latitudes médias norte). A hora exata depende da longitude do observador. Uns binóculos mostram M31 como uma mancha pequena, ténue e alongada logo ao lado do joelho de Andrómeda.
Lua Nova, pelas 22:27.
Buraco negro massivo no Universo primitivo observado a fazer uma "sesta" depois de ter comido demais
Impressão de artista de um buraco negro durante um dos seus curtos períodos de crescimento rápido.
Crédito: Jiarong Gu
Os cientistas descobriram um enorme buraco negro no início do Universo que está a "dormir a sesta" depois de se ter empanturrado com demasiada comida.
Tal como um urso que se empanturra de salmão antes de hibernar no inverno, ou uma sesta muito necessária depois do jantar de Natal, este buraco negro comeu demais ao ponto de estar adormecido na sua galáxia hospedeira.
Uma equipa internacional de astrónomos, liderada pela Universidade de Cambridge, utilizou o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para detetar este buraco negro no início do Universo, apenas 800 milhões de anos após o Big Bang.
O buraco negro é enorme - 400 milhões de vezes a massa do nosso Sol - o que faz dele um dos buracos negros mais massivos descobertos pelo Webb nesta altura do desenvolvimento do Universo. O buraco negro é tão grande que representa cerca de 40% da massa total da galáxia que o acolhe: em comparação, a maioria dos buracos negros do Universo local tem cerca de 0,1% da massa da galáxia que os hospeda.
No entanto, apesar do seu tamanho gigantesco, este buraco negro está a comer, ou a acretar, o gás de que necessita para crescer a um ritmo muito baixo - cerca de 100 vezes abaixo do seu limite máximo teórico - tornando-o essencialmente dormente.
Um buraco negro tão massivo tão cedo no Universo, mas que não está a crescer, desafia os modelos existentes de como os buracos negros se desenvolvem. No entanto, os investigadores dizem que o cenário mais provável é que os buracos negros passem por curtos períodos de crescimento ultrarrápido, seguidos de longos períodos de dormência. Os seus resultados foram apresentados na revista Nature.
Quando os buracos negros estão a "dormir", são muito menos luminosos, o que os torna mais difíceis de detetar, mesmo com telescópios altamente sensíveis como o Webb. Os buracos negros não podem ser observados diretamente, mas são detetados pelo brilho de um disco de acreção em seu redor, que se forma perto da orla do buraco negro. Quando os buracos negros estão a crescer ativamente, o gás no disco de acreção torna-se extremamente quente e começa a brilhar e a irradiar energia na gama do ultravioleta.
"Apesar deste buraco negro estar adormecido, o seu enorme tamanho tornou possível a sua deteção", disse o autor principal Ignas Juodžbalis, do Instituto Kavli de Cosmologia de Cambridge. "O seu estado dormente permitiu-nos também aprender sobre a massa da galáxia hospedeira. O Universo primitivo conseguiu produzir alguns monstros absolutos, mesmo em galáxias relativamente pequenas".
De acordo com os modelos padrão, os buracos negros formam-se a partir do colapso de estrelas mortas e acumulam matéria até um limite previsto, conhecido como limite de Eddington, em que a pressão da radiação sobre a matéria ultrapassa a atração gravitacional do buraco negro. No entanto, a dimensão deste buraco negro sugere que os modelos padrão podem não explicar adequadamente como é que estes monstros se formam e crescem.
"É possível que os buracos negros 'nasçam grandes', o que poderia explicar o facto do Webb ter detetado buracos negros enormes no Universo primitivo", disse o coautor professor Roberto Maiolino, do Instituto Kavli e do Laboratório Cavendish de Cambridge. "Mas outra possibilidade é que passem por períodos de hiperatividade, seguidos de longos períodos de dormência".
Trabalhando com colegas italianos, os investigadores de Cambridge realizaram uma série de simulações em computador para modelar a forma como este buraco negro adormecido poderia ter crescido até atingir uma dimensão tão massiva tão cedo no Universo. Descobriram que o cenário mais provável é que os buracos negros podem exceder o limite de Eddington durante curtos períodos, durante os quais crescem muito rapidamente, seguidos de longos períodos de inatividade: os investigadores dizem que buracos negros como este provavelmente comem durante cinco a dez milhões de anos e dormem durante cerca de 100 milhões de anos.
"Parece contraintuitivo explicar um buraco negro dormente com períodos de hiperatividade, mas estas curtas explosões permitem-lhe crescer rapidamente enquanto passa a maior parte do tempo a dormir a sesta", disse Maiolino.
Como os períodos de dormência são muito mais longos do que os períodos de crescimento ultrarrápido, é nestes períodos que os astrónomos têm mais probabilidades de detetar buracos negros. "Este foi o primeiro resultado que obtive no âmbito do meu doutoramento e demorei algum tempo a perceber o quão notável era", disse Juodžbalis. "Só quando comecei a falar com os meus colegas do lado teórico da astronomia é que pude ver o verdadeiro significado deste buraco negro".
Devido às suas baixas luminosidades, os buracos negros dormentes são mais difíceis de detetar pelos astrónomos, mas os investigadores dizem que este buraco negro é quase de certeza a ponta de um iceberg muito maior, se os buracos negros no Universo primitivo passarem a maior parte do seu tempo num estado dormente.
"É provável que a grande maioria dos buracos negros existentes esteja neste estado de dormência - estou surpreendido por termos encontrado este, mas estou entusiasmado por pensar que podemos encontrar muitos mais", disse Maiolino.
Equipa liga água do cometa 67P aos oceanos da Terra
Esta imagem, obtida pela câmara de navegação da Rosetta da ESA, foi obtida a cerca de 85 quilómetros do centro do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko no dia 14 de março de 2015. A imagem foi processada para realçar os detalhes da atividade do cometa.
Crédito: ESA/Rosetta/NAVCAM
Os investigadores descobriram que a água do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko tem uma assinatura molecular semelhante à da água dos oceanos da Terra. Contrariando alguns resultados recentes, esta descoberta reabre a hipótese de cometas da família de Júpiter, como 67P, poderem ter ajudado a trazer água para a Terra.
A água foi essencial para que a vida se formasse e florescesse na Terra e continua a ser fundamental para a vida terrestre atual. Embora fosse provável que existisse alguma água no gás e na poeira a partir dos quais o nosso planeta se materializou há cerca de 4,6 mil milhões de anos, grande parte da água ter-se-ia vaporizado porque a Terra se formou perto do calor intenso do Sol. A forma como a Terra se tornou rica em água líquida continua a ser uma fonte de debate para os cientistas.
A investigação mostrou que alguma da água da Terra teve origem no vapor libertado pelos vulcões; esse vapor condensou-se e choveu nos oceanos. Mas os cientistas descobriram evidências de que uma parte substancial dos nossos oceanos provém do gelo e dos minerais dos asteroides, e possivelmente dos cometas, que colidiram com a Terra. Uma onda de colisões de cometas e asteroides com os planetas interiores do Sistema Solar há 4 mil milhões de anos teria tornado isto possível.
Embora a ligação entre a água dos asteroides e a da Terra seja forte, o papel dos cometas tem intrigado os cientistas. Várias medições de cometas da família de Júpiter - que contêm material primitivo dos primórdios do Sistema Solar e que se pensa terem sido formados para além da órbita de Saturno - mostraram uma forte ligação entre a sua água e a da Terra. Esta ligação baseia-se numa assinatura molecular chave que os cientistas utilizam para rastrear a origem da água pelo Sistema Solar.
Esta assinatura é o rácio entre o deutério (D) e o hidrogénio normal (H) na água de qualquer objeto, e dá aos cientistas pistas sobre o local onde esse objeto se formou. O deutério é um tipo raro e mais pesado - ou isótopo - de hidrogénio. Quando comparado com a água da Terra, este rácio de hidrogénio nos cometas e asteroides pode revelar se existe uma ligação.
Como a água com deutério tem maior probabilidade de se formar em ambientes frios, há uma maior concentração do isótopo em objetos que se formaram longe do Sol, como os cometas, do que em objetos que se formaram mais perto do Sol, como os asteroides.
As medições, efetuadas nas últimas duas décadas, do deutério no vapor de água de vários outros cometas da família de Júpiter revelaram níveis semelhantes aos da água da Terra.
"Começava a parecer que estes cometas desempenhavam um papel importante no transporte de água para a Terra", disse Kathleen Mandt, cientista planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. Mandt liderou a investigação, publicada na revista Science Advances a 13 de novembro, que revê a abundância de deutério no cometa 67P.
Em 2014, a missão Rosetta da ESA a 67P desafiou a ideia de que os cometas da família de Júpiter ajudaram a encher o reservatório de água da Terra. Os cientistas que analisaram as medições de água obtidas pela Rosetta encontraram a maior concentração de deutério de qualquer cometa e cerca de três vezes mais deutério do que nos oceanos da Terra, que têm cerca de 1 átomo de deutério por cada 6420 átomos de hidrogénio.
"Foi uma grande surpresa e fez-nos repensar tudo", disse Mandt.
A equipa de Mandt decidiu utilizar uma técnica avançada de computação estatística para automatizar o laborioso processo de isolamento da água rica em deutério em mais de 16.000 medições da Rosetta. A Rosetta efetuou estas medições na "cabeleira" de gás e poeira que rodeia o cometa 67P. A equipa de Mandt, que incluía cientistas da Rosetta, foi a primeira a analisar todas as medições de água da missão europeia ao longo de toda a missão.
Os investigadores queriam compreender quais os processos físicos que causavam a variabilidade nas razões isotópicas de hidrogénio medidas nos cometas. Estudos laboratoriais e observações de cometas mostraram que a poeira cometária pode afetar as leituras do rácio de hidrogénio que os cientistas detetam no vapor do cometa, o que pode alterar a nossa compreensão da origem da água do cometa e da sua comparação com a água da Terra.
"Por isso, estava curiosa para saber se encontrávamos evidências de que isso acontecia no cometa 67P", disse Mandt. "E este é um daqueles casos muito raros em que se propõe uma hipótese e se descobre que ela está realmente a acontecer".
De facto, a equipa de Mandt encontrou uma ligação clara entre as medições de deutério na cabeleira de 67P e a quantidade de poeira à volta da nave espacial Rosetta, mostrando que as medições feitas perto da nave espacial em algumas partes da cabeleira podem não ser representativas da composição do corpo do cometa.
À medida que um cometa se move na sua órbita para mais perto do Sol, a sua superfície aquece, provocando a libertação de gás da superfície, incluindo poeira com pedaços de água gelada. A água com deutério adere mais facilmente aos grãos de poeira do que a água normal, sugere a investigação. Quando o gelo destes grãos de poeira é libertado para a cabeleira, este efeito pode fazer com que o cometa pareça ter mais deutério do que tem.
Mandt e a sua equipa referiram que, quando a poeira chega à parte exterior da cabeleira, a pelo menos 120 quilómetros do corpo do cometa, já está seca. Com o desaparecimento da água rica em deutério, uma nave espacial pode medir com precisão a quantidade de deutério proveniente do corpo do cometa.
Esta descoberta, dizem os autores do artigo científico, tem grandes implicações não só para a compreensão do papel dos cometas no fornecimento de água à Terra, mas também para a compreensão das observações de cometas que fornecem informações sobre a formação do Sistema Solar primitivo.
"Isto significa que há uma grande oportunidade para rever as nossas observações passadas e preparar as futuras, de modo a podermos ter em conta os efeitos da poeira", disse Mandt.
Estudo diz que a energia escura não existe, pelo que não pode estar a acelerar a expansão do Universo
Este gráfico fornece um vislumbre da história do Universo, tal como a entendemos atualmente. O cosmos começou a expandir-se com o Big Bang mas, cerca de 10 mil milhões de anos mais tarde, começou estranhamente a acelerar graças a um fenómeno teórico designado por energia escura.
Crédito:
NASA
Investigadores que procuram resolver o enigma da expansão do Universo sugerem que um dos maiores mistérios da ciência - a energia escura - na realidade não existe.
Nos últimos 100 anos, os físicos têm assumido que o cosmos está a crescer igualmente em todas as direções. Utilizaram o conceito de energia escura para explicar a física desconhecida que não conseguiam compreender, mas esta teoria controversa sempre teve os seus problemas.
Agora, uma equipa de físicos e astrónomos da Universidade de Canterbury, em Christchurch, na Nova Zelândia, desafia o status quo, utilizando uma análise melhorada das curvas de luz de supernovas para mostrar que o Universo está a expandir-se de uma forma mais variada e mais irregular.
As novas evidências apoiam o modelo da "paisagem temporal" da expansão cósmica, que não necessita de energia escura porque as diferenças no alongamento da luz não são o resultado de um Universo em aceleração, mas sim uma consequência da forma como calibramos o tempo e a distância. Tem em conta que a gravidade abranda o tempo, pelo que um relógio no espaço vazio funciona mais depressa do que no interior de uma galáxia.
O modelo sugere que um relógio na Via Láctea seria cerca de 35 por cento mais lento do que o mesmo relógio numa posição média em grandes vazios cósmicos, o que significa que nestes vazios teriam passado mais milhares de milhões de anos. Isto, por sua vez, permitiria uma maior expansão do espaço, dando a impressão de que a expansão está a tornar-se mais rápida quando esses vastos vazios passam a dominar o Universo.
O professor David Wiltshire, que liderou o estudo, afirmou: "Os nossos resultados mostram que não precisamos da energia escura para explicar porque é que o Universo parece expandir-se a um ritmo acelerado. A energia escura é uma identificação errada das variações na energia cinética da expansão, que não é uniforme num Universo tão irregular como aquele em que vivemos".
O investigador acrescentou: "A investigação fornece evidências convincentes que podem resolver algumas das principais questões relacionadas com as peculiaridades do nosso cosmos em expansão. Com novos dados, o maior mistério do Universo poderá ser resolvido até ao final da década".
A nova análise foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
É comumente aceite que a energia escura é uma força antigravitacional fraca que atua independentemente da matéria e que constitui cerca de dois terços da densidade massa-energia do Universo.
O modelo padrão ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter) do Universo requer energia escura para explicar a aceleração observada no ritmo a que o cosmos se está a expandir. Os cientistas baseiam esta conclusão em medições das distâncias às explosões de supernova em galáxias distantes, que parecem estar mais longe do que deveriam estar se a expansão do Universo não estivesse a acelerar.
No entanto, o atual ritmo de expansão do Universo está a ser cada vez mais posto em causa por novas observações. Em primeiro lugar, os dados do remanescente do Big Bang - conhecido por radiação cósmica de fundo em micro-ondas - mostram que a expansão do Universo primitivo está em discordância com a expansão atual, uma anomalia conhecida por "tensão de Hubble".
Além disso, uma análise recente de novos dados de alta precisão efetuada pelo DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) revelou que o modelo ΛCDM não se ajusta tão bem como os modelos em que a energia escura está a "evoluir" ao longo do tempo, em vez de permanecer constante.
Tanto a tensão de Hubble como as surpresas reveladas pelo DESI são difíceis de resolver em modelos que utilizam uma lei de expansão cósmica simplificada com 100 anos - a equação de Friedmann. Esta assume que, em média, o Universo se expande uniformemente - como se todas as estruturas cósmicas pudessem ser passadas num misturador para fazer uma sopa sem características, sem qualquer estrutura a "complicar". No entanto, o Universo atual contém, na verdade, uma complexa teia cósmica de enxames de galáxias em "lençóis" e filamentos que rodeiam e entrelaçam vastos vazios.
O professor Wiltshire acrescentou: "Dispomos agora de tantos dados que, no século XXI, podemos finalmente responder à pergunta - como e porque é que uma lei de expansão média simples emerge da complexidade? Uma lei de expansão simples, consistente com a relatividade geral de Einstein, não tem de obedecer à equação de Friedmann".
Os investigadores afirmam que o satélite Euclid da ESA, que foi lançado em julho de 2023, tem o poder de testar e de distinguir a equação de Friedmann da alternativa da paisagem temporal. No entanto, para tal serão necessárias pelo menos 1000 observações independentes e de alta qualidade de supernovas.
Quando o modelo de paisagem temporal proposto foi testado pela última vez em 2017, a análise sugeriu que era apenas um ajuste ligeiramente melhor do que o modelo ΛCDM como explicação para a expansão cósmica, de modo que a equipa de Christchurch trabalhou em estreita colaboração com a equipa de colaboração Pantheon+ que produziu meticulosamente um catálogo de 1535 supernovas distintas.
Segundo eles, os novos dados fornecem agora "evidências muito fortes" da existência de uma paisagem temporal. Podem também apontar para uma resolução convincente da tensão de Hubble e outras anomalias relacionadas com a expansão do Universo.
Os investigadores afirmam que são necessárias mais observações do Euclid e do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman para reforçar o apoio ao modelo da paisagem temporal, estando agora a decorrer a corrida para usar este tesouro de novos dados e assim revelar a verdadeira natureza da expansão cósmica e da energia escura.
Depois da Nebulosa do Caranguejo, este enxame estelar gigante é a segunda entrada na famosa lista de coisas que não são cometas do astrónomo do século XVIII Charles Messier. M2 é um dos maiores enxames globulares que se conhece atualmente no halo da nossa Galáxia, a Via Láctea. Apesar de Messier o ter descrito originalmente como uma nebulosa sem estrelas, esta espantosa imagem do Hubble permite ver estrelas nos 40 anos-luz centrais do enxame. Tem uma população de cerca de 150.000 estrelas, concentradas num diâmetro total de cerca de 175 anos-luz. A cerca de 55.000 anos-luz de distância, na direção da constelação de Aquário, este antigo habitante da Via Láctea, também conhecido como NGC 7089, tem 13 mil milhões de anos. Recentemente, descobriu-se que uma extensa corrente de detritos estelares, uma assinatura de perturbação por maré, está associada a Messier 2.
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