CAUSA EXÓTICA DA 'ANOMALIA PIONEER' EM DÚVIDA

De acordo com um novo estudo, a 'anomalia Pioneer' - a mistificante observação que as duas sondas Pioneer da NASA se afastaram das suas órbitas esperadas - não pode ser explicada remexendo na leis da gravidade.

O autor do estudo sugere que uma força desconhecida, mas convencional, está ao invés actuando nas sondas. Mas outros dizem que alterações ainda mais radicais às leis da Física poderão explicar o fenómeno.

Lançadas no início da década de 70, as sondas da NASA, Pioneer 10 e 11, estão afastando-se do Sistema Solar em direcções opostas, gradualmente diminuindo de velocidade à medida que a gravidade do Sol as puxa para si.

Ilustração de artista da sonda Pioneer 10 da NASA, olhando para o Sol à medida que deixa o Sistema Solar.
Crédito: NASA

Mas estão diminuindo de velocidade mais depressa do que o esperado e ninguém sabe porquê. Alguns físicos dizem que a própria lei da gravidade precisa de uma determinada revisão, implicando que esta retém mais força no Sistema Solar exterior do que o esperado. Mas existe uma discórdia sobre se estas modificações prediriam mais precisamente as órbitas dos planetas exteriores.

Kjell Tangen, físico na firma DNV em Hovik, Noruega, diz que alterar a lei da gravidade de várias maneiras não pode explicar a anomalia - e ao mesmo tempo acertar nas órbitas dos planetas exteriores. Depois de modificar a gravidade em certos aspectos para corresponder à anomalia Pioneer, inevitavelmente obteve respostas erradas para os movimentos de Urano e Plutão.

Isto sugere que a Física convencinal - tal como um arrastamento devido a partículas no espaço, ou a emissão de calor dos pequenos geradores nucleares a bordo, conhecidos como RTGs, mais numas direcções do que noutras, provavelmente causam a anomalia, disse Tangen. Mas admite que uma causa definitiva permanece elusiva. "É mais fácil ser conclusivo sobre o que 'não' deve ser a causa," disse.

Myles Standish, que calcula os movimentos no Sistema Solar no JPL (Jet Propulsion Laboratory) da NASA em Pasadena, Califórnia, diz que a maioria dos cientistas suspeita que a radiação assimétrica de calor das sondas é a causa da anomalia.

Mas também reconhece que as órbitas de Urano, Neptuno e Plutão não foram medidas tão precisamente quanto as dos planetas interiores, sugerindo que o novo estudo de Tangen não pode excluir a gravidade modificada como causa. "As medições não são capazes de suportar qualquer conclusão definitiva," disse.

Os percursos das Pioneer 10 e 11 e das distantes Voyager (1 e 2).
Crédito: NASA

Outros cientistas dizem que o efeito pode ser explicado por mudanças ainda mais radicais da teoria geral da relatividade de Einstein, dado que Tangen não alterou nenhum dos seus dogmas - o princípio da equivalência.

O princípio estabelece que todos os objectos respondem à gravidade da mesma maneira, independentemente da sua massa, composição ou percursos que tomaram para alcançar a sua posição actual. Entre outras coisas, explica porque uma pena e uma bola de bowling caem à mesma velocidade no vácuo.

Se fosse permitida a "violação" do princípio da equivalência, esta modificação das leis da Física poderia explicar a anomalia Pioneer sem estragar as órbitas dos planetas exteriores, diz Robert Sanders da Universidade de Groningen, na Holanda.

Uma teoria chamada «inércia modificada», proposta por Mordehai Milgrom do Instituto Científico Weizmann em Rehovot, Israel, faz isto mesmo. Esta diz que o modo como os objectos aceleram sobre a gravidade depende das suas trajectórias passadas - uma quebra no princípio da equivalência. Neste cenário, as sondas Pioneer, cujas trajectórias estão a afastá-las do Sistema Solar, sofrem uma anomalia, enquanto os planetas exteriores, cujas órbitas mantêm-nos em torno do Sol, não.

Se isto for confirmado, as conclusões de Tangen poderão ser muito importantes, diz Sanders. "Ou a anomalia Pioneer não é real - é apenas outro efeito físico que não tivémos em conta - ou então é qualquer modificação na gravidade que não obecede ao princípio da equivalência."

Esta confirmação poderá até vir mais cedo do que o esperado. Slava Turyshev, da NASA, tem compilado dados adicionais das sondas Pioneer 10 e 11, previamente não disponíveis porque estavam em formatos e suportes de ficheiros já arcaicos.

Os dados contêm informações acerca do comportamento interno das sondas, incluindo o calor libertado pelos RTGs. Isto pode ser comparado com os dados das suas órbitas de modo a perceber se a anomalia Pioneer coincide com as mudanças no calor radiado ao longo da vida das sondas.

A análise está "a correr razoavelmente bem", disse Turyshev. "Deveremos saber mais sobre a anomalia em coisa de um ano."

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Anomalia Pioneer:
Modelando a Anomalia Pioneer com inércia modificada (formato PDF)
Wikipedia
Sociedade Planetária

Sondas Pioneer:
Pioneer 10 - NSSDC
Pioneer 10 - Wikipedia
Pioneer 11 - NSSDC
Pioneer 11 - Wikipedia

Dinâmica Newtoniana Modificada:
Wikipedia
Sobre A Origem Da Inércia (artigo em formato PDF)
Mais artigos (arXiv)
MOND - uma análise pedagógica (artigo em formato PDF)

CRATERA PODERÁ RESOLVER MISTÉRIO DE TUNGUSKA

No fim de Junho de 1908, uma bola de fogo explodiu por cima das remotas florestas russas de Tunguska, Sibéria, arrasando mais de 2000 quilómetros quadrados de árvores. Os cientistas pensam que um meteoro foi responsável pela devastação, mas nem os seus fragmentos nem quaisquer crateras de impacto foram alguma vez descobertas.

Os astrónomos sempre se perguntaram se o objecto era um asteróide ou um cometa, e descobrir esta resposta permitiria um melhor modelo de potenciais calamidades futuras.

Cientistas italianos pensam agora que encontraram a prova que faltava: o Lago Cheko, com 50 metros de profundidade, localizado a apenas 8 quilómetros Noroeste do epicento da destruição.

"Quando estudámos o fundo do lago, medimos ondas sísmicas que eram reflectidas de algo," disse Giuseppe Longo, físico da Universidade de Bolonha, Itália, e co-autor do estudo. "Nunca ninguém tinha descoberto isto antes. Podemos apenas explicar as ondas sísmicas e a forma do lago como uma cratera de impacto de baixa-velocidade."

O Lago Cheko, na região siberiana de Tunguska.
Crédito: www-th.bo.infn.it/tunguska / Universidade de Bolonha

Se a equipa descobrir provas conclusivas de um asteróide ou cometa numa expedição futura, quando obtiverem uma amostra mais profunda do núcleo por baixo do lago, os restantes mistérios que rodeiam o evento de Tunguska poderão finalmente ser resolvidos.

Os achados estão descritos na edição on-line deste mês da revista Terra Nova.

Durante uma expedição levada a cabo em 1999, a equipa de Longo não planeou investigar o Lago Cheko como uma cratera de impacto, mas sim procurar por partículas de meteoróides nos seus sedimentos submersos. Enquanto estudavam a topografia do lago através de sonar, ficaram espantados com as suas características tipo-cone.

"As expedições dos anos 60 concluiram que o lago não era uma cratera de impacto, mas as suas tecnologias eram na altura limitadas," disse Longo. Com o advento de melhores tecnologias informáticas e de sonar, explicou, o lago tomou forma.

Dando o passo seguinte, a equipa de Longo mergulhou até ao fundo e tirou amostras de 1.8 metros do lago, revelando sedimentos frescos tipo-lama por cima de "depósitos caóticos". Mesmo assim, Longo explicou que as amostras são inconclusivas de um impacto de um meteorito.

Uma renderização tridimensional do Lago Cheko em Tunguska, Sibéria. O nível do lago foi baixo em 40 metros para ilustrar a sua forma de cone.
Crédito: www-th.bo.infn.it/tunguska / Universidade de Bolonha

Imagem de sonar em 3-D que mostra a forma de funil do Lago Cheko. Os cientistas acreditam que é indicativo de um impacto meteórico.
Crédito: www-th.bo.infn.it/tunguska / Universidade de Bolonha

"Para realmente descobrir se é de facto uma cratera de impacto," disse Long, "precisamos de uma amostra de 10 metros" de modo a investigar um local onde a equipa detectou uma anomalia "reflectiva" com os seus instrumentos sísmicos. Pensam que terá sido aqui que o chão foi compactado por um impacto ou onde parte do próprio meteorito pode estar situado: o objecto, a ser encontrado, pode ter mais de 9 metros de diâmetro e pesar quase 1700 toneladas - o peso de 42 contentores totalmente carregados.

Reflexão sísmica por baixo do Lago Cheko. Os cientistas acreditam que retirar uma amostra do fundo do lago poderá revelar evidências do meteorito, que poderão estar a causar a reflexão.
Crédito: www-th.bo.infn.it/tunguska / Universidade de Bolonha

Desde o despenhar de um OVNI até um buraco negro nómada, foram já propostas explicações radicais (e radicalmente sem suporte) para o evento de Tunguska. Alan Harris, cientista planetário no Instituto de Ciência Espacial em Boulder, Colorado, diz que a proposta da equipa de Longo não faz parte deste grupo.

"Fiquei impressionado com o seu trabalho e não penso que seja algo que se possa simplesmente ignorar," disse Harris, que não esteve envolvido na pesquisa.

Longo e sua equipa "estão entre as autoridades reconhecidas sobre Tunguska" do mundo, disse Harris. "Seria emocionante desenterrar pedaços do corpo do meteoro, se o conseguirem. Finalmente seria respondida a velha questão de Tunguska ser ou um cometa ou um asteróide."

Alguns cientistas, por outro lado, estão menos confiantes nas conclusões da equipa.

"Sabemos a partir da Física da entrada que os maiores e mais energéticos objectos penetram sempre mais fundo," disse David Morrison, astrónomo no Centro de Pesquisa Ames da NASA. Que apenas um fragmento da explosão principal tenha alcançado o solo e feito uma cratera relativamente pequena, sem criar uma maior cratera principal, parece contraditório a Morrison.

Harris concorda que a Física poderia funcionar contra a explicação de Longo, mas nota que eventos semelhantes - com crateras de impacto - foram já documentados por todo o mundo.

"Em 1947, o meteorito russo Sikhote-Alin criou 100 crateras pequenas. Algumas tinham 20 metros de diâmetro," disse Harris. Também existe um local na Polónia, explicou, onde um grande meteorito explodiu e criou uma série de pequenos lagos. "Se o fragmento estivesse a viajar a uma velocidade baixa o suficiente, então existe uma boa hipótese (que a equipa de Longo) de desenterrar algum material do meteorito," disse Harris.

A equipa de Longo planeia regressar ao Lago Cheko no próximo Verão, perto do 100.º aniversário do evento de Tunguska. "Este trabalho é importante porque podemos retirar melhores conclusões sobre como os corpos cósmicos colidem com a Terra, e sobre a sua constituição," disse Longo. "Poderá até ajudar-nos a descobrir maneiras de protegermos o nosso planeta contra futuros impactos deste género."

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Notícias relacionadas:
BBC News
Sky & Telescope
Artigo publicado na revista Terra Nova (formato PDF)

Evento de Tunguska:
Wikipedia
Amostra de um programa do Canal História sobre Tunguska (YouTube)
Modelo quasi tri-dimensional do evento de Tunguska (formato PDF)
Universidade de Bolonha