DIA 30/12: 364.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:
Olhe para baixo e para a esquerda da Lua e encontrará o enxame das Plêiades. Cubra a Lua, que vai ficando mais brilhando a cada dia que passa, com a sua mão para ajudar a revelar as estrelas mais fracas do enxame. As seis mais brilhantes têm entre magnitude 3 e 5.
DIA 31/12: 365.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 2011, a NASA consegue colocar em órbita lunar a primeira das duas sondas GRAIL. HOJE, NO COSMOS:
Depois dos festejos e fogos-de-artifício do Ano Novo, saia à rua para observar o céu iluminado pela Lua. Brilhando bem para a esquerda do nosso satélite natural estará Júpiter, segundo apenas para a Lua em termos de brilho. Para baixo de Júpiter está Procyon e, por baixo de Procyon e um bocado para a sua direita, a mais brilhante Sirius. Está quase na direção sul (dependendo da localização do observador no seu fuso horário).
Sirius é a estrela de baixo do equilátero Triângulo de Inverno. As outras estrelas são Betelgeuse, para cima e para a direita de Sirius, no ombro de Oríon, e Procyon à mesma distância mas para cima e para a direita de Sirius. O Triângulo está agora direito, como que a balançar à medida que o ano velho passa a ano novo.
DIA 01/01: 1.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
No ano 45 AC, começa o calendário Juliano.
Em 1801, Giuseppe Piazzi, monge italiano, descobre Ceres, o primeiro asteroide observado entre Marte e Júpiter, agora classificado como planeta anão.
Em 1925, numa reunião da Sociedade Astronómica Americana e da Associação Americana para o Desenvolvimento da Ciência em Washington, D.C., Edwin Hubble reporta que encontrou cefeidas nas "nebulosas espirais", o que levaria ao declínio da hipótese que dizia que a nossa Via Láctea seria o todo do Universo.
A descoberta de Hubble levaria também à descoberta que vivemos numa de muitas galáxias.
Em 2012, a NASA consegue colocar em órbita lunar a segunda das duas sondas GRAIL.
Em 2014, o primeiro asteroide descoberto nesse ano, designado 2014 AA, colide com a Terra por cima do Oceano Atlântico. HOJE, NO COSMOS:
À hora de jantar, vire-se para norte-noroeste e aviste Cassiopeia bem alta. Cassiopeia é normalmente um largo "W", mas agora está de cabeça para baixo: um largo "M". Se tiver acesso a um céu escuro e limpo, e se der tempo aos seus olhos para se adaptarem à escuridão, poderá ver que a ténue Via Láctea passa pela constelação.
Olhe novamente cinco horas mais tarde, pela 1 da manhã (dia 2), e Cassiopeia estará de lado a noroeste. A que letra se assemelha agora?
Supernova falhada, fogo de artifício cósmico
Pa 30 é um remanescente de supernova com uma estrela central na constelação de Cassiopeia. É aqui fotografada combinando imagens de vários telescópios.
Crédito: raios X pelo Chandra - NASA/CXC/Universidade de Manitoba/C. Treyturik, raios X pelo XMM-Newton - ESA/C. Treyturik; ótico pelo Pan-STARRS - NOIRLab/MDM/Dartmouth/R. Fesen; infravermelho pelo WISE - NASA/JPL/Caltech/; processamento de imagem - Universidade de Manitoba/Gilles Ferrand e Jayanne English
Há cerca de 900 anos, observadores na China e no Japão registaram uma brilhante "estrela visitante" que apareceu subitamente e permaneceu no céu noturno durante seis meses. Os cientistas pensam agora que um remanescente ténue recentemente descoberto, conhecido como Pa 30, remonta a esse evento: uma incompleta explosão de supernova que produziu o surto temporário e luminoso observado em 1181.
As explosões de supernova, que marcam os momentos finais de uma estrela, dividem-se tipicamente em duas categorias principais:
Supernovas de colapso do núcleo: ocorrem quando uma estrela massiva - com pelo menos dez vezes a massa do nosso Sol - fica sem combustível nuclear. O seu núcleo colapsa sob a ação da gravidade, desencadeando uma explosão catastrófica;
Supernovas de Tipo Ia: representam a detonação de uma anã branca e requerem um sistema binário - duas estrelas que orbitam um centro comum. A explosão pode ser gerada pela fusão de duas anãs brancas (quando o binário é constituído por duas anãs brancas), ou por acreção de material de uma estrela companheira (quando o binário é constituído por uma anã branca e uma estrela normal), aumentando constantemente a sua massa até detonar.
Uma nova análise, no entanto, mostra que Pa 30 é o remanescente de um evento mais raro - uma estrela que começou a explodir, mas que não o conseguiu fazer completamente.
"As condições não eram as ideais para produzir uma detonação bem-sucedida, ou a explosão terminal, da estrela", diz Eric Coughlin, professor assistente de física na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Syracuse. "Em vez disso, queimou elementos mais pesados perto das suas camadas superficiais, sem a destruir totalmente. A combustão nuclear não se transformou numa detonação supersónica". As descobertas de Coughlin foram publicadas na revista The Astrophysical Journal Letters.
Quando ocorre uma supernova de Tipo Ia, normalmente uma ou ambas as estrelas são completamente destruídas, gerando uma nuvem de detritos em expansão - conhecida como remanescente de supernova - que apresenta uma estrutura semelhante a uma couve-flor.
Mas em vez de uma nuvem de detritos espessa e caótica, Pa 30 apresenta filamentos longos e retos que irradiam de um núcleo central, como os rastos de um fogo de artifício. A nova análise liderada por Coughlin ajuda a explicar porquê.
Uma supernova que não conseguiu completar o trabalho
Os astrónomos têm-se esforçado por compreender como os filamentos finos e uniformes de Pa 30 foram formados. Os investigadores examinaram o remanescente com telescópios modernos, fizeram simulações e testaram vários cenários antes de chegarem a uma nova explicação.
"As supernovas são tipicamente brilhantes apenas durante os primeiros meses após a sua deteção, mas o remanescente é observável por telescópios potentes durante centenas de anos, à medida que arrefece", diz Coughlin.
O estudo sugere que a explosão inicial observada em 1181 foi invulgarmente fraca, permitindo que uma anã branca sobrevivente, provavelmente hipermassiva, permanecesse intacta no centro. A explosão não criou os filamentos de Pa 30: eles formaram-se depois. Após a detonação falhada, a anã branca sobrevivente começou a lançar um vento rápido e denso, enriquecido com elementos pesados forjados durante a explosão parcial. Este vento é observado atualmente, movendo-se a cerca de 15.000 quilómetros por segundo, ou seja, 5% da velocidade da luz.
O vento embateu no gás mais leve que rodeava a estrela. Na fronteira entre o vento denso e o gás leve, havia condições para que a instabilidade de Rayleigh-Taylor - um processo em que um fluido mais pesado (neste caso o vento) empurra um mais leve - atuasse, formando longas plumas semelhantes a dedos. Em Pa 30, essas plumas tornaram-se filamentos lineares e altamente alongados.
O que aconteceu a seguir também é invulgar. Normalmente, um segundo processo - a instabilidade de Kelvin-Helmholtz, que é a mistura e o mecanismo de cisalhamento que faz com que os redemoinhos de fumo se torçam - rasgaria aqueles longos dedos em pedaços. Mas, no caso de Pa 30, a mistura e o cisalhamento nunca se concretizaram. O vento denso era tão mais pesado do que o gás que a instabilidade de Kelvin-Helmholtz foi suprimida. Como resultado, os filamentos continuaram a esticar-se para fora enquanto o vento continuava a alimentá-los.
Pa 30 ficou com uma cavidade central vazia e um halo de filamentos que continuaram a expandir-se. As simulações sugerem que um contraste de alta densidade é conducente à formação de tais estruturas filamentares, mas os autores tencionam efetuar uma investigação numérica mais detalhada em trabalho futuro.
Um remanescente raro - e um sinal de que pode haver mais
Coughlin e os seus colegas suspeitam que Pa 30 não é único. Este tipo de explosão falhada é raro, mas cada vez mais reconhecido como uma subclasse distinta de explosão estelar. Os astrónomos classificam-nos como supernovas de Tipo Iax, um subgrupo invulgar que representa uma forma diferente de morte estelar.
"Estes tipos de estruturas filamentares podem estar presentes noutros fenómenos astrofísicos que albergam ventos densos, como os eventos de perturbação de marés, que ocorrem quando uma estrela é destruída pelo campo gravitacional de um buraco negro supermassivo", diz Coughlin.
Pa 30 é um dos poucos casos em que a modelação astrofísica moderna pode ser diretamente associada a um evento registado por observadores há cerca de 900 anos. A "estrela visitante" de 1181 tornou-se um detalhado estudo de caso cósmico, revelando como algumas estrelas morrem não numa única explosão cataclísmica, mas num processo complexo que deixa para trás estruturas surpreendentes.
Evidências terrestres
Embora não se conheçam outras fontes astrofísicas que apresentem a morfologia de fogo de artifício de Pa 30, documentos recentemente divulgados do LANL (Los Alamos National Lab) demonstram que tais estruturas podem surgir em explosões terrestres. São mostradas duas fotografias do teste nuclear de alta altitude "Kingfish" efetuado pelo LANL em 1962. O teste Kingfish fazia parte da Operação Fishbowl, uma série de experiências concebidas para monitorizar os efeitos das detonações nucleares a grande altitude nas comunicações militares, sistemas de radar e capacidades de deteção de mísseis durante a Guerra Fria. A imagem da esquerda destaca os filamentos radiais que se formaram após a explosão inicial, enquanto a imagem da direita demonstra que esses mesmos filamentos se transformaram numa estrutura semelhante a uma couve-flor.
A imagem da esquerda foi tirada cerca de 40 milissegundos após a detonação inicial e ilustra a formação de filamentos claros, semelhantes a dedos, que se estendem para a atmosfera em choque e radialmente a partir de um centro comum. A imagem da direita é da mesma explosão, mas 256 milissegundos após a detonação, mostrando que os filamentos inicialmente radiais evoluíram para uma estrutura mais parecida com uma couve-flor que faz lembrar a maioria dos outros remanescenstes de supernova.
Crédito: LANL
A bomba nuclear Kingfish foi semelhante às explosões astrofísicas típicas, em que uma quantidade fixa de massa e energia é impulsivamente injetada num meio gasoso; isto contrasta com a origem alimentada pelo vento do remanescente Pa 30, em que a energia e o momento foram continuamente fornecidos à medida que o material se expandia. O facto de a experiência Kingfish ter inicialmente produzido material ejetado que se assemelhava a Pa 30 - e que mais tarde se transformaram numa estrutura que faz lembrar a maioria dos outros remanescentes de supernova - sugere que outras explosões astrofísicas não alimentadas pelo vento podem passar por esta mesma fase, embora dure comparativamente pouco tempo.
SPHEREx conclui o primeiro mapa cósmico como nenhum outro
O SPHEREx da NASA mapeou todo o céu em 102 cores infravermelhas, invisíveis ao olho humano, mas que podem ser utilizadas para revelar diferentes características do cosmos. Esta imagem apresenta uma seleção de cores emitidas principalmente por estrelas (azul, verde e branco), hidrogénio quente (azul) e poeira cósmica (vermelho).
Crédito: NASA/JPL-Caltech
Lançado em março, o telescópio espacial SPHEREx da NASA completou o seu primeiro mapa infravermelho de todo o céu em 102 cores. Embora não sejam visíveis ao olho humano, estes 102 comprimentos de onda de luz infravermelha são predominantes no cosmos e a observação de todo o céu, desta forma, permite aos cientistas responder a grandes questões, incluindo a forma como um evento dramático que ocorreu no primeiríssimo instante - cerca de 10^-33 segundos - após o Big Bang influenciou a distribuição 3D de centenas de milhões de galáxias no nosso Universo. Para além disso, os cientistas vão usar os dados para estudar a forma como as galáxias mudaram ao longo dos quase 14 mil milhões de anos de história do Universo e aprender mais sobre a distribuição de ingredientes chave para a vida na nossa própria Galáxia.
"É incrível a quantidade de informação que o SPHEREx recolheu em apenas seis meses - informação que será especialmente valiosa quando utilizada juntamente com os dados das nossas outras missões para compreender melhor o nosso Universo", disse Shawn Domagal-Goldman, diretor da Divisão de Astrofísica na sede da NASA em Washington. "Temos essencialmente 102 novos mapas de todo o céu, cada um com um comprimento de onda diferente e contendo informações únicas sobre os objetos que vê. Penso que todos os astrónomos vão encontrar aqui algo de valor, uma vez que as missões da NASA permitem ao mundo responder a questões fundamentais sobre como o Universo começou e como mudou para acabar por criar um lar para nós".
Dando a volta à Terra cerca de 14 vezes e meia por dia, o SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) viaja de norte para sul, passando pelos polos. Todos os dias capta cerca de 3600 imagens ao longo de uma faixa circular do céu e, à medida que os dias passam e o planeta se desloca em torno do Sol, o campo de visão do SPHEREx também muda. Ao fim de seis meses, o observatório já olhou para o espaço em todas as direções, captando todo o céu em 360 graus.
Esta imagem do SPHEREx mostra uma seleção das cores infravermelhas emitidas principalmente por estrelas e galáxias. O telescópio espacial está a observar centenas de milhões de galáxias distantes no céu. A sua visão em vários comprimentos de onda ajudará os astrónomos a medir a distância a essas galáxias.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
Gerida pelo JPL da NASA, no sul da Califórnia, a missão começou a mapear o céu em maio e completou o seu primeiro mosaico de todo o céu em dezembro. Durante a sua missão primária de dois anos, efetuará mais três varrimentos de todo o céu e a fusão desses mapas aumentará a sensibilidade das medições. O conjunto completo de dados está disponível gratuitamente para os cientistas e para o público.
"O SPHEREx é uma missão astrofísica de média dimensão que produz grande ciência", disse o Diretor do JPL, Dave Gallagher. "É um exemplo fenomenal de como transformamos ideias arrojadas em realidade e, ao fazê-lo, desbloqueamos um enorme potencial de descoberta".
Telescópio superpotente
Cada uma das 102 cores detetadas pelo SPHEREx representa um comprimento de onda infravermelho, e cada comprimento de onda fornece informações únicas sobre as galáxias, estrelas, regiões de formação planetária e outras características cósmicas. Por exemplo, nuvens densas de poeira na nossa Galáxia, onde se formam estrelas e planetas, irradiam intensamente em certos comprimentos de onda, mas não emitem luz (e são, portanto, totalmente invisíveis) noutros. O processo de separar a luz de uma fonte nos comprimentos de onda que a compõem é designado por espetroscopia.
E embora algumas missões anteriores tenham também mapeado todo o céu, como a WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, nenhuma o fez com tantas cores como o SPHEREx. Em contraste, o Telescópio Espacial James Webb da NASA pode efetuar espetroscopia com um número significativamente maior de comprimentos de onda de luz do que o SPHEREx, mas com um campo de visão milhares de vezes mais pequeno. A combinação de cores e um campo de visão tão alargado é a razão pela qual o SPHEREx é tão poderoso.
As cores infravermelhas emitidas principalmente pela poeira (vermelho) e pelo gás quente (azul), ingredientes chave para a formação de novas estrelas e planetas, são vistas nesta imagem pelo SPHEREx. Embora estas nuvens de material cubram uma grande parte do céu, são invisíveis na maioria dos comprimentos de onda da luz, incluindo os que o olho humano consegue detetar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
"O superpoder do SPHEREx é o facto de captar todo o céu em 102 cores, aproximadamente de seis em seis meses. É uma quantidade incrível de informação a recolher num curto espaço de tempo", disse Beth Fabinsky, gestora do projeto SPHEREx no JPL. "Penso que isto faz de nós o tamarutaca [incrível crustáceo] dos telescópios, porque temos um espantoso sistema de deteção visual multicolor e podemos também ver uma faixa muito ampla do nosso ambiente".
Para realizar esta proeza, o SPHEREx utiliza seis detetores, cada um deles emparelhado com um filtro especialmente concebido que contém um gradiente de 17 cores. Isto significa que cada imagem obtida com estes seis detetores contém 102 cores (seis vezes 17). Isto significa também que cada mapa do céu que o SPHEREx produz é na realidade 102 mapas, cada um com uma cor diferente.
O observatório utilizará essas cores para medir a distância a centenas de milhões de galáxias. Embora as posições da maioria dessas galáxias já tenham sido mapeadas em duas dimensões por outros observatórios, o mapa do SPHEREx será em 3D, permitindo aos cientistas medir variações subtis na forma como as galáxias estão agrupadas e distribuídas pelo Universo.
Estas medições permitirão compreender um evento que teve lugar no primeiríssimo instante (10^-33 segundos) após o Big Bang. Neste momento, chamado inflação, o Universo expandiu-se por um factor de um bilião de biliões. Desde então, nada de semelhante ocorreu no Universo e os cientistas querem compreendê-lo melhor. A abordagem da missão SPHEREx é uma forma de ajudar nesse esforço.
ALMA e VLA revelam a história do nascimento de estrelas num deslumbrante jato cósmico
Uma vista "tomográfica", pelo ALMA, revelando como o jato protoestelar supersónico de SVS 13 interage com o meio ambiente circundante. No fundo, uma imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra a cavidade esculpida pelo fluxo, juntamente com os impressionantes nós de Herbig-Haro visíveis em comprimentos de onda óticos. A caixa na imagem do Hubble indica a região mostrada nas imagens do ALMA. A cor dos fotogramas nestas imagens indica a velocidade, que varia entre 35 km/s (vermelho) e 97 km/s (azul).
Crédito: G. Blázquez-Calero, M. Osorio, G. Anglada; imagem de fundo - ESA/Hubble e NASA/Karl Stapelfeldt
Uma equipa internacional de astrónomos descobriu a evidência mais inequívoca de que os poderosos jatos lançados por estrelas recém-nascidas registam de forma fiável os mais violentos episódios de crescimento de uma estrela, confirmando um modelo de longa data sobre a forma como estes jatos se propagam através do seu ambiente.
As primeiras observações com o VLA (Very Large Array) da NSF (National Science Foundation) dos EUA identificaram SVS 13 como um notável sistema protoestelar binário que conduz uma cadeia de "balas moleculares" de alta velocidade e choques Herbig-Haro na região de formação estelar NGC 1333, a cerca de 1000 anos-luz da Terra. Essas imagens contínuas do VLA identificaram as duas protoestrelas no rádio, VLA 4A e VLA 4B. Revelaram o fluxo em grande escala, o que fez deste sistema um alvo privilegiado para uma investigação mais profunda sobre a forma como as estrelas jovens lançam e colimam jatos. Este trabalho do VLA, que durou décadas, permitiu a identificação da protoestrela que alimenta o jato, agora visto com um detalhe sem precedentes.
Com base nesse legado, novas observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) fizeram zoom na "bala" de alta velocidade mais brilhante do fluxo SVS 13. Revelaram uma sequência impressionante de anéis moleculares aninhados. À medida que a velocidade observada muda, cada anel encolhe suavemente e muda de posição, traçando conchas ultrafinas, em forma de arco, com apenas algumas dezenas de unidades astronómicas de espessura e movendo-se a velocidades de até cerca de 100 quilómetros por segundo. Esta visão tomográfica funciona como uma TAC médica, permitindo aos astrónomos reconstruir a forma como o jato abre caminho através do gás circundante.
"As nossas observações mostram que estes jatos não são apenas efeitos secundários dramáticos do nascimento de uma estrela - são também fiéis guardiões de registos", disse Guillermo Blázquez-Calero, coautor do estudo e investigador do IAC (Instituto de Astrofísica de Andalucía). "Cada sequência de anéis no jato tem uma marca temporal de um surto passado, permitindo-nos ler a história de como o material caiu sobre a jovem estrela e foi depois violentamente ejetado de volta para o seu ambiente".
Ao ajustar mais de 400 anéis individuais, a equipa demonstrou que cada concha corresponde a um choque em arco de conservação de momento, conduzido por um jato estreito cuja velocidade muda com o tempo. A idade da concha mais jovem está alinhada com um poderoso surto ótico e infravermelho de SVS 13 VLA 4B no início da década de 1990, fornecendo a primeira ligação direta entre surtos de material que cai sobre uma estrela jovem e mudanças na velocidade do seu jato.
Estes resultados mostram que os jatos protoestelares preservam um registo temporal de erupções passadas, oferecendo uma nova perspetiva sobre a forma como as explosões episódicas moldam os discos que eventualmente dão origem a planetas como a Terra.
Se pudesse estar em Titã, o que é que veria? A imagem a cores de Titã mostra uma paisagem desconhecida e distante da maior lua de Saturno. A cena foi registada pela sonda Huygens da ESA em 2005, após uma descida de 2,5 horas através de uma espessa atmosfera de azoto misturado com metano. Banhadas por uma estranha luz laranja ao nível do solo, as rochas espalhadas pela cena podem muito bem ser compostas por água e hidrocarbonetos congelados a uma temperatura inóspita de -179º C. A grande rocha de tons claros abaixo e à esquerda do centro tem apenas cerca de 15 centímetros de comprimento e está a 85 centímetros de distância. Pensa-se que a sonda penetrou cerca de 15 centímetros num local da superfície de Titã com a consistência da areia molhada ou da argila. As baterias da Huygens permitiram que a sonda captasse e transmitisse dados durante mais de 90 minutos após o pouso. O bizarro ambiente químico de Titã pode ter semelhanças com o do planeta Terra antes da evolução da vida.
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