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Edição n.º 981
30/07 a 01/08/2013
 
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EFEMÉRIDES

Dia 30/07: 211.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1971, os astronautas da Apollo 15 aterram na Lua.

Observações: A chuva Delta Aquáridas do Sul atinge hoje o pico máximo.
A brilhante Vega brilha quase por cima das nossas cabeças, para quem vive a latitudes médias norte. Para Sudeste está Altair, quase do mesmo brilho. Por cima de Altair está Tarazed, a sua companheira alaranjada de terceira magnitude.

Dia 31/07: 212.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1964, a Ranger 7 envia as primeiras imagens detalhadas da Lua, 1000 vezes melhores do que quaisquer imagens telescópicas da altura.
Em 1971, os astronautas da Apollo 15, David Scott e James Irwin, conduzem o primeiro rover lunar.

Em 1999, despenhava-se intencionalmente sobre a Lua a sonda Lunar Prospector, que pretendia encontrar água sob a crosta da Lua.
Observações: Maior elongação Oeste de Mercúrio.
Encontre Altair novamente, a Sudeste após o anoitecer. Para a sua esquerda, a cerca de um punho e meio à distância de um braço esticado, está a ténue mas bonita e pequena constelação de Golfinho, saltando para a esquerda.

Dia 01/08: 213.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1774, o elemento oxigénio é descoberto pela terceira (e última) vez.
Em 1818 nascia Maria Mitchell, a primeira mulher eleita como astrónoma pela Academia Americana de Artes e Ciências.

Ganhou notoriedade mundial pela descoberta de um cometa brilhante em 1847.
Observações: O asteróide 3 Juno está em oposição esta semana, brilhando com magnitude 9,0 na fronteira entre Aquário e Águia.

 
CURIOSIDADES


A União Astronómica Internacional reconhece actualmente cinco planetas anões no Sistema Solar: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris. Entre 100 e 400 candidatos a planeta anão ainda carecem de decisão final, incluindo Quaoar.

 
A CARA EM MUDANÇA DO GELADO QUAOAR

Plutão não se pode queixar. Embora já não seja um planeta principal, pelo menos consegue ser o amado rei dos anões. A vida não é tão simples para Quaoar, outra bola de rocha e gelo à deriva nas periferias do Sistema Solar.

Em tempos foi o segundo no comando de Plutão, o segundo maior objecto na cintura de Kuiper, um anel de planetas anões e outros corpos para lá da órbita de Neptuno. Mas mundos recém-descobertos e maiores continuam aparecendo. Entretanto, o tamanho de Quaoar (pronuncia-se "kwawar") foi revisto em baixa, graças a novas e melhoradas medições. O mundo estranho foi praticamente esquecido.

Agora Quaoar pode ter perdido a honra que lhe resta, como o objecto mais denso na cintura de Kuiper. As últimas revisões do seu tamanho, densidade e forma sugerem que o objecto negligenciado tem muito mais em comum com os seus vizinhos do que se suspeitava.

Isso pode ser bom - o seu novo e maior tamanho potencialmente aumenta a sua elegibilidade de adesão ao clube de planetas anões, formado como resultado da despromoção de Plutão. Só que Quaoar parece ser um elipsoide, o que lhe poderá negar entrada - até os planetas anões têm que ser esféricos.

Imagem de Quaoar, obtida pelo Hubble - soma de 16 exposições.
Crédito: NASA e M. Brown (Caltech)
 

Com o nome de um deus-criador nativo americano, Quaoar orbita a 6,5 mil milhões de quilómetros do Sol. O seu tamanho coloca-o perto do limite do que o Telescópio Espacial Hubble pode ver, o que torna difícil obter mais detalhes. Trabalhos anteriores vasculharam as imagens desfocadas do Hubble e fizeram modelos de Quaoar e da sua única lua, Weywot, com base na noção de que ambos os objectos seriam mais ou menos como as luas de Úrano. Essa pesquisa indicou que Quaoar tem cerca de 900 km de largura e é tão denso que pode ser principalmente rocha - incomum para a cintura de Kuiper, onde a maioria dos objectos são misturas de gelo e poeira.

Mas imagens infravermelhas por telescópios modernos, tais como o telescópio espacial Herschel, e outras observações, mostraram que a composição da superfície de Quaoar não é nada como as das luas uranianas. Por isso, Felipe Braga-Ribas do Observatório Nacional do Rio de Janeiro, Brasil, e colegas tomaram um rumo diferente.

Em 2011 e 2012, várias equipas observaram Quaoar a passar em frente de uma estrela, fazendo com que diminuísse de brilho durante um curto período de tempo. Ao cronometrar cuidadosamente as observações e ao registar as mudanças na luz da estrela, estas ocultações proporcionaram algumas das medições mais precisas do tamanho e forma do distante Quaoar.

A equipa de Braga-Ribas calcula que Quaoar tem na realidade 1138 km de largura - um pouco maior que o planeta anão Ceres - e que tem uma densidade de apenas 1,99 gramas por centímetro cúbico, o que pode torná-lo mais numa bola de neve suja como Plutão.

Mas há um senão. As ocultações fazem mais sentido se Quaoar for um elipsoide alongado incorporando ou uma montanha muito grande ou uma cratera profunda. O problema é que nenhuma destas características deve perdurar por muito tempo se o objecto for constituído por uma mistura de gelo e rocha. "Quando interpretamos os valores, Quaoar parece disparatado - é completamente irracional," afirma Wesley Fraser do Instituto Herzberg para Astrofísica em Victoria, Colúmbia Britânica, Canadá, que não fez parte da equipa de pesquisa.

Impressão de artista de Quaoar e da sua pequena lua Weywot. A imagem tenta mostrar a cor moderadamente avermelhada de Quaoar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)
 

Por isso a equipa também examinou o que seria necessário para uma forma mais suave coincidir com os dados. Assumindo pequenos erros de temporização que estão maioritariamente dentro dos limites esperados, um inexpressivo elipsoide, mas mais redondo, em forma de ovo, também pode explicar os dados.

A equipa de Braga-Ribas também relata a inexistência de uma atmosfera em Quaoar. Isto é algo que Fraser acha suspeito. "Espera-se que a maioria dos grandes objectos na cintura de Kuiper tenha atmosferas de algum tipo," afirma. "Eles têm gelos moderadamente voláteis nas suas superfícies que são relativamente quentes o suficiente para produzir atmosferas ligeiras e frágeis.

No trabalho submetido à revista Astrophysical Journal Letters, Fraser e colegas apresentam os dados de quando Quaoar passou em frente de uma estrela em meados de Julho, a partir da perspectiva do telescópio Gemini Sul, no Chile. Eles descartam uma atmosfera de nitrogénio ou dióxido de carbono, mas pensam que é ainda possível uma atmosfera de metano puro, e que uma cobertura fofa e difusa de metano poderia encaixar nos resultados da ocultação de Braga-Ribas. Ou Quaoar tem um fino invólucro de gás, ou está de algum modo a desafiar os nossos conhecimentos da química da cintura de Kuiper.

O que é claro das várias observações é que Quaoar não é perfeitamente redondo. Mas quando a União Astronómica Internacional redefiniu o termo planeta, também decidiu que os planetas anões precisam de ser massivos o suficiente para que a sua gravidade os torne pelo menos quase redondos. Será então possível que a forma de ovo de Quaoar o exclua do clube?

"Ceres também não é perfeitamente redondo. Isto sugere que a definição da UAI pode ter de ser reexaminada," realça Fraser. "Eu inclino-me a chamá-lo de anão, e alguém terá que me convencer do contrário."

Links:

Notícias relacionadas:
The Astrophysical Journal (requer subscrição)
NewScientist
Scientific American

Quaoar:
Wikipedia
Página de Chad Trujillo

Plutão:
SEDS
Wikipedia

Redefinição de planeta:
Wikipedia

Planeta anão:
Wikipedia

 
SONDAS VAN ALLEN DESCOBREM ACELERADOR DE PARTÍCULAS NO CORAÇÃO DE CINTURAS DE RADIAÇÃO DA TERRA

Cientistas descobriram um enorme acelerador de partículas no coração de uma das regiões mais austeras do espaço próximo da Terra, uma região de partículas carregadas super-energéticas que rodeia o globo chamada cintura Van Allen de radiação. Os cientistas sabiam que algo no espaço acelerava partículas nas cinturas de radiação até mais de 99% da velocidade da luz, mas não sabiam o que era esse algo. Novos resultados das sondas Van Allen da NASA mostram agora que a energia de aceleração vem de dentro das próprias cinturas. Partículas no interior das cinturas são aceleradas por impulsos locais de energia, empurrando as partículas a velocidades cada vez mais rápidas, tal como um impulso perfeitamente cronometrado num baloiço em movimento.

A descoberta que as partículas são aceleradas por uma fonte local de energia é semelhante à descoberta que os furacões crescem a partir de uma fonte de energia local, tal como uma região quente de água do mar. No caso das cinturas de radiação, a fonte é uma região de ondas electromagnéticas intensas, obtendo energia de outras partículas localizadas na mesma região. A localização da aceleração vai ajudar os cientistas a melhorar as previsões meteorológicas espaciais, porque as mudanças nas cinturas de radiação podem ser arriscadas para satélites perto da Terra. Os resultados foram publicados na edição de 25 de Julho da revista Science.

Para que os cientistas compreendam melhor as cinturas, as sondas Van Allen foram desenhadas para voar em linha recta por esta área intensa do espaço. Quando a missão foi lançada em Agosto de 2012, tinha como objectivos de alto nível compreender como as partículas nas cinturas são aceleradas até energias ultra-altas, e como as partículas podem por vezes escapar. Ao determinar que esta aceleração super-rápida tem origem nestes empurrões locais de energia, ao contrário de um processo mais global, os cientistas foram capazes de responder pela primeira vez a uma destas importantes questões.

Observações recentes pelas sondas Van Allen da NASA mostram que as partículas nas cinturas de radiação que rodeiam a Terra são aceleradas por um impulso local de energia, ajudando a explicar como estas partículas alcançam velocidades de 99% da velocidade da luz.
Crédito: G. Reeves/M. Henderson
(clique na imagem para ver versão maior)
 

"Este é um dos resultados mais esperados e emocionantes das sondas Van Allen," afirma David Sibeck, cientista do projecto das sondas Van Allen no Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano do Maryland. "Vai ao cerne do motivo pelo qual lançámos a missão."

As cinturas de radiação foram descobertas após o lançamento bem-sucedido dos primeiros satélites americanos enviados para o espaço, os Explorer I e III. Rapidamente se percebeu que as cinturas eram dos ambientes mais perigosos para uma nave espacial. A maioria das órbitas dos satélites são escolhidas para ficarem abaixo ou acima das cinturas, e alguns satélites, como os de GPS, têm que operar entre as duas cinturas. Quando as cinturas incham devido ao tempo espacial, podem abranger estes objectos artificiais, expondo-os à perigosa radiação. De facto, um número significativo de falhas permanentes em sondas e satélites deve-se à radiação. Com aviso suficiente, podemos proteger a tecnologia das piores consequências, mas tal advertência só pode ser alcançada se realmente entendermos a dinâmica do que está a acontecer nestas cinturas misteriosas.

"Até à década de 1990, pensávamos que as cinturas de Van Allen eram muito bem-comportadas e mudavam lentamente," afirma Geoff Reeves, autor principal do artigo e cientista da cintura de radiação do Laboratório Nacional de Los Alamos, em Los Alamos, Novo México, EUA. "Com mais e mais medições, no entanto, percebemos quão rápidas e imprevisíveis eram as alterações nas cinturas. Elas nunca estão em equilíbrio, estão num estado constante de mudança."

De facto, os cientistas aperceberam-se que as cinturas não mudam de forma consistente em resposta ao que parecem ser estímulos semelhantes. Algumas tempestades solares fazem com que as cinturas se intensifiquem; outras fazem com que as cinturas se esgotem, e outras parecem nem sequer fazer efeito. Tais resultados diferentes sugerem que esta região é muito mais misteriosa do que se pensava anteriormente. Para entender - e, eventualmente, prever - que tempestades solares vão intensificar as cinturas de radiação, os cientistas querem saber de onde vem a energia que acelera as partículas.

As sondas gémeas Van Allen foram concebidas para distinguir entre duas grandes possibilidades em que processos aceleram as partículas a velocidades tão incríveis: a aceleração radial ou aceleração local. Na aceleração radial, as partículas são transportadas perpendicularmente aos campos magnéticos que rodeiam a Terra, a partir de áreas de baixa força magnética longe da Terra até áreas de alta força magnética mais perto da Terra. As leis da física ditam que as velocidades das partículas neste cenário aumentam quando o campo magnético fica mais forte. Assim, a velocidade aumentaria à medida que as partículas se movem em direcção à Terra, da mesma forma que uma rocha descendo um monte ganha velocidade simplesmente devido à gravidade. A teoria de aceleração local postula que as partículas ganham energia a partir de uma fonte local de energia mais parecida com o modo como a água quente do oceano gera um furacão por cima.

Duas zonas de partículas que rodeiam a Terra chamadas cinturas de radiação são dos maiores aceleradores naturais do Sistema Solar, capazes de empurrar partículas até 99% da velocidade da luz. As sondas Van Allen, lançadas em Agosto de 2012, descobriram agora mecanismos por trás desta aceleração.
Crédito: NASA/Goddard/Scientific Visualization Studio
(clique na imagem para ver versão maior)
 

Para ajudar a distinguir entre estas hipóteses, a missão Van Allen consiste de duas sondas. Com dois conjuntos de observações, os cientistas podem medir as partículas e fontes de energia em duas regiões do espaço ao mesmo tempo, o que é fundamental para distinguir entre causas que ocorrem localmente ou que vêm de longe. Além disso, cada sonda está equipada com sensores para medir a energia e posição das partículas e determinar o ângulo de inclinação - isto é, o ângulo de movimento em relação aos campos magnéticos da Terra. Todos estes mudam de maneiras diferentes, dependendo das forças que actuam sobre eles, ajudando assim os cientistas a distinguir entre as duas teorias.

Equipados com estes dados, Reeves e a sua equipa observaram um aumento rápido de electrões altamente energéticos nas cinturas de radiação a 9 de Outubro de 2012. Se a aceleração destes electrões estivesse a ocorrer devido ao transporte radial, podiam ser medidos efeitos inicialmente longe da Terra, movendo-se para o interior devido à própria forma e força dos campos circundantes. Em tal cenário, as partículas que se deslocam através de campo magnéticos saltam naturalmente de um para o outro numa cascata semelhante, ganhando velocidade e energia ao longo do caminho - correlacionando-se com o tal cenário de pedras que rolam monte abaixo.

Mas as observações não mostraram uma intensificação que se formou mais longe da Terra e gradualmente se moveu para o interior. Em vez disso, mostraram um aumento de energia que começou bem no meio das cinturas de radiação e que gradualmente se espalhou para dentro e para fora, o que implica uma fonte de aceleração local.

"Neste caso particular, toda a aceleração ocorreu em cerca de 12 horas," afirma Reeves. "Com medições anteriores, um satélite podia ter sido capaz de voar através de um evento destes apenas uma vez, e não ter a hipótese de testemunhar as mudanças realmente acontecendo. Com as sondas Van Allen temos dois satélites e assim podemos observar como as coisas mudam e ondas as mudanças começam."

Os cientistas acreditam que os novos resultados vão levar a melhores previsões da complexa cadeia de eventos que intensificam as cinturas de radiação até níveis que podem danificar satélites. Enquanto o trabalho mostra que a energia local provém de ondas electromagnéticas que circulam através das cinturas, não se sabe exactamente quais as ondas que são a causa. Durante o conjunto de observações descritas no presente artigo, as sondas Van Allen observaram um tipo específico de onda chamadas ondas refrão, ao mesmo tempo que as partículas eram aceleradas, mas é necessário mais trabalho para determinar a causa e efeito.

"Este estudo ajuda a diferenciar entre duas soluções amplas," afirma Sibeck. "Isto mostra que a aceleração pode acontecer localmente. Agora, os cientistas que estudam ondas e campos magnéticos vão saltar para fazer o seu trabalho, e descobrir o que levou ao impulso."

Felizmente, esta tarefa também será ajudada pelas sondas Van Allen, que foram cuidadosamente desenhadas para medir e distinguir entre os vários tipos de ondas electromagnéticas.

"Quando os cientistas projectaram a missão e os instrumentos das sondas, debruçaram-se sobre as incógnitas científicas e disseram: 'Esta é uma grande oportunidade para desbloquear alguns dos conhecimentos fundamentais sobre como as partículas são aceleradas, '" afirma Nicola J. Fox, cientista do projecto do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, EUA. "Com cinco conjuntos idênticos de instrumentos a bordo da sonda gémea - cada com uma ampla gama de detecção de partículas, campos e ondas - temos a melhor plataforma já criada para entender esta região crítica do espaço acima da Terra."

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
05/03/2013 - Sondas Van Allen descobrem surpresa em redor da Terra

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Science (requer subscrição)
Nature
SPACE.com
Space Daily
PHYSORG
redOrbit
Nature World News
ars technica
UPI.com

Cinturas Van Allen:
Wikipedia

Sondas Van Allen:
NASA
Universidade John Hopkins
Wikipedia

 
ÁLBUM DE FOTOGRAFIAS - Saturno, Titã, Anéis e Neblina
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Equipa de Imagem da CassiniSSIJPLESANASA
 
Isto não é um eclipse solar. A foto acima é uma vista movimentada de luas e anéis capturada em Saturno. O grande objecto circular no centro da imagem é Titã, a maior lua de saturno e um dos objectos mais intrigantes de todo o Sistema Solar. A mancha escura no centro é a parte sólida principal da lua. O brilhante anel circundante é neblina atmosférica por cima de Titã, gás que espalha a luz solar para a câmara que opera a bordo da sonda robótica Cassini. Cortando horizontalmente a imagem estão os anéis de Saturno, vistos quase de lado. No canto inferior direito de Titã está Encelado, uma pequena lua de Saturno. Uma vez que a imagem foi obtida quase na direcção do Sol, as superfícies de Titã e Encelado aparecem em silhueta, e os anéis de Saturno parecem-se com um negativo fotográfico. Se olhar com atenção para Encelado, conseguirá ver os ténues jactos gelados expelidos para baixo. São estes os jactos que inspiraram propostas futuras de aterrar em Encelado, tocar no gelo e procurar sinais de vida extraterrestre.
 

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