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Edição n.º 1451
02/02 a 05/02/2018
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EFEMÉRIDES
Dia 02/02: 33.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1964, a sonda norte-americana Ranger 6 chegava à Lua.
Em 2004 é detetado pela primeira vez oxigénio e carbono na atmosfera de um exoplaneta, HD 209458b.
No mesmo dia, os picos de Columbia Hills em Marte recebem os nomes dos sete astronautas que morreram no desastre do Columbia (STS-107) de 1 de fevereiro de 2003.
O rover Spirit passou vários anos a explorar Columbia Hills até deixar de funcionar em 2010. Observações: O maior asterismo do céu (padrão informal de estrelas) - pelo menos o maior largamente reconhecido - é o Hexágono de Inverno. Preenche o céu a este e sul por estas noites. Comece com a brilhante Sirius em baixo. No sentido dos ponteiros do relógio, prossiga até Procyon, Pollux e Castor, Menkalinan e Capella bem alto, descendo por Aldebarã, Rigel no pé de Orionte e finalmente de volta a Sirius.
Betelgeuse brilha dentro do Hexágono, um pouco fora do centro.
Dia 03/02: 34.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1966, a sonda soviética Luna 9, não tripulada, faz a primeira aterragem assistida com motores na Lua e, por isso, a primeira em qualquer outro corpo planetário que não a Terra.
Em 1984, lançamento da missão STS-41-B do vaivém espacial Challenger.
Em 1994, lançamento da STS-60, do vaivém Discovery, com o primeiro cosmonauta russo a bordo desta nave americana. Foi também a primeira missão do programa Shuttle-Mir.
Em 1995, a astronauta Eileen Collins torna-se na primeira mulher a pilotar o vaivém espacial na missão STS-63, a partir do Centro Espacial Kennedy na Flórida, EUA.
Em 2005, o novo olho sensível do Arecibo, Alfalfa, começa a fazer um gigantesco levantamento do céu.
Em 2006, a equipa da Deep Impact da NASA divulga as primeiras evidências de gelo cometário. Observações: Depois do anoitecer, olhe para este, mas não muito alto, em busca da cintilante Régulo. Para cima e para a esquerda está a Foice de Leão, um ponto de interrogação ao contrário. "Leão anuncia a primavera", diz o ditado. Na realidade, o aparecimento da constelação de Leão anuncia a segunda metade da fria estação de inverno. Na primavera, Leão já está bem alto.
Dia 04/02: 35.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1600, Tycho Brahe e Johannes Kepler encontram-se no castelo Benátky, a nordeste de Praga.
Em 1906 nascia Clyde Tombaugh, famoso pela descoberta, em 1930, de Plutão.
Também descobriu muitos asteroides.
Em 1932 era descoberto o asteróide 1239 Queteleta por Eugène Joseph Delporte.
Em 1934 era descoberto o asteróide 2824 Franke por Karl Wilhelm Reinmuth.
Em 2010, a equipa do Telescópio Espacial Hubble divulga novas imagens de Plutão e supreendem todos com alterações na superfície do planeta anão. Observações: Orionte encontra-se alto a sudeste por estas noites, orgulhosamente mostrando a supergigante vermelha-alaranjada mais brilhante do céu, Betelgeuse.
Dia 05/02: 36.º dia do calendário gregoriano. História: Em 1924, o Observatório Real de Greenwich começa a emissão dos sinais horários conhecidos como o Sinal de Greenwich.
Em 1937 nascia Alar Toomre, astrónomo estónio-americano, cuja pesquisa se focou na dinâmica das galáxias.
Em 1963, Maarten Schmidt descobre enormes desvios para o vermelho em quasares. Schmidt deu ao objeto 3C 273 o termo objeto "quasi-estelar" ou quasar; milhares foram descobertos desde então.
Em 1967, a Lunar Orbiter 3 é lançada a partir de Cabo Canaveral, com o objetivo de descobrir locais de aterragem para as Surveyor e Apollo.
Em 1971, o módulo lunar da missão Apollo 14 fazia a sua alunagem.
Em 1974, passagem da Mariner 10 por Vénus. A sonda mostra que as nuvens contornam o planeta em apenas 4 dias terrestres, embora o planeta propriamente dito demore 243 dias terrestres a completar uma rotação sobre o seu eixo.
Em 2002, o observatório solar RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager) finalmente chega ao espaço, a bordo de um foguetão Pegasus. Observações: A brilhante Capella, quase por cima das nossas cabeças, e Rigel, no pé de Orionte, estão quase à mesma ascensão. Isto significa que atravessam agora o meridiano norte-sul do céu quase à mesma hora (dependendo de onde vive). Por isso, quando Capella passa na sua mais alta posição no céu, Rigel marca o sul verdadeiro. E vice-versa.
CURIOSIDADES
Fevereiro é o único mês do ano que pode não ter uma Lua Cheia. É mais provável que aconteça num ano não-bissexto, mais ou menos a cada 20 anos. Este fevereiro de 2018 não tem nenhuma Lua Cheia. A este fenómeno dá-se o nome de Lua Negra. Sempre que o mês de fevereiro não tem Lua Cheia, então os anteriores meses de dezembro ou janeiro, e o seguintes meses de março ou abril, têm duas Luas Cheias. A próxima Lua Negra terá lugar em 2037.
MODELANDO O UNIVERSO
Renderização da velocidade do gás numa fina fatia com 100 kiloparsecs de espessura (no sentido da visão) centrada no segundo enxame de galáxias mais massivo no cálculo TNG100. Onde a imagem é preta, o gás dificilmente se move, enquanto as regiões mais claras têm velocidades que excedem 1000 km/s. A imagem contrasta os movimentos de gás nos filamentos cósmicos contra os rápidos movimentos caóticos desencadeados pelo profundo e potencial poço gravitacional e pelo buraco negro supermassivo situado no centro.
Crédito: Colaboração IllustrisTNG
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Uma simulação do Universo com supercomputadores produziu novas informações sobre o modo como os buracos negros influenciam a distribuição da matéria escura, o modo como os elementos pesados são produzidos e distribuídos em todo o cosmos e sobre a origem dos campos magnéticos.
Astrofísicos do MIT, da Universidade de Harvard, do Instituto Heidelberg de Estudos Teóricos, dos Institutos Max Planck para Astrofísica e Astronomia e do Centro de Astrofísica Computacional obtiveram novas informações sobre a formação e evolução das galáxias, desenvolvendo e programando um novo modelo de simulação para o Universo - "Illustris - The Next Generation" ou IllustrisTNG.
Mark Vogelsberger, professor assistente de física no MIT e no Instituto Kavli para Astrofísica e Investigação Espacial do MIT, tem vindo a desenvolver, testar e a analisar as novas simulações IllustrisTNG. Juntamente com os pós-doutorados Federico Marinacci e Paul Torrey, Vogelsberger tem usado a simulação IllustrisTNG para estudar as assinaturas observáveis de campos magnéticos de grande escala que permeiam o Universo.
Vogelsberger usou o modelo IllustrisTNG para mostrar que os movimentos turbulentos de gases quentes e difusos conduzem dínamos magnéticos de pequena escala que podem amplificar exponencialmente os campos magnéticos nos núcleos de galáxias - e que o modelo prevê com precisão a força observada desses campos magnéticos.
"A alta resolução do IllustrisTNG, combinada com o seu sofisticado modelo de formação galáctica, permitiu-nos explorar estas questões dos campos magnéticos em mais detalhe do que com qualquer outra simulação cosmológica anterior," comenta Vogelsberger, autor dos três artigos científicos que divulgam o novo trabalho, publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fatia fina da estrutura cósmica em larga escala na maior simulação do projeto IllustrisTNG. O brilho da imagem indica a densidade de massa e a cor visualiza a temperatura média do gás da matéria comum (bariónica). A região exibida estende-se por cerca de 1,2 mil milhões de anos-luz da esquerda para a direita. A simulação subjacente é atualmente a maior simulação magneto-hidrodinâmica da formação de galáxias, contendo mais de 30 mil milhões de elementos de volume e partículas.
Crédito: Colaboração IllustrisTNG
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Modelando um Universo (mais) realista
O projeto IllustrisTNG é o sucessor da simulação original Illustris desenvolvida pela mesma equipa de investigação, mas foi atualizado para incluir alguns dos processos físicos que desempenham papéis cruciais na formação e evolução das galáxias.
Como o Illustris, o projeto modela uma peça em forma de cubo do Universo. Desta vez, o projeto seguiu a formação de milhões de galáxias numa região representativa do Universo com quase mil milhões de anos-luz de lado (a versão anterior, há quatro anos, media apenas 350 milhões de anos-luz de lado). A simulação hidrodinâmica IllustrisTNG é o maior projeto, até à data, do surgimento de estruturas cósmicas, realça Volker Springel, investigador principal do IllustrisTNG, cientista do Instituto Heidelberg de Estudos Teóricos da Universidade de Heidelberg e do Instituto Max Planck para Astrofísica.
A rede cósmica de gás e de estrelas prevista pelo IllustrisTNG produz galáxias bastante parecidas em forma e tamanho com as galáxias reais. Pela primeira vez, as simulações hidrodinâmicas podem calcular diretamente o padrão detalhado de agrupamento de galáxias no espaço. Em comparação com os dados observacionais, explica Springel, - incluindo os mais recentes grandes levantamentos galácticos como o SDSS (Sloan Digitized Sky Survey) - o IllustrisTNG demonstra um elevado grau de realismo.
Em adição, as simulações preveem como a teia cósmica muda ao longo do tempo, em particular em relação à estrutura subjacente da matéria escura do cosmos. "É particularmente fascinante que possamos prever com precisão a influência de buracos negros supermassivos na distribuição de matéria até grandes escalas," continua Springel. "Isto é crucial para interpretar de forma confiável as próximas medições cosmológicas."
A imagem de fundo mostra a matéria escura na simulação TNG300 em grandes escalas, destacando a espinha dorsal da estrutura cósmica. Na inserção superior direita, é exibida a distribuição da massa estelar através do volume TNG100, um pouco menor, enquanto os painéis à esquerda mostram as interações galáxia-galáxia e a estrutura da luz estelar estendida em torno das galáxias.
Crédito: Colaboração IllustrisTNG
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Astrofísica via código e supercomputadores
Para o projeto, os investigadores desenvolveram uma versão particularmente poderosa do seu código AREPO de malha móvel e altamente paralela e usaram-no na máquina "Hazel-Hen" no Centro de Supercomputação em Estugarda, o supercomputador mais rápido da Alemanha.
Para calcular uma das duas simulações principais, foram usados mais de 24.000 processadores ao longo de mais de dois meses.
"As novas simulações produziram mais de 500 terabytes de dados de simulação," diz Springel. "A análise desta quantidade gigantesca de dados manter-nos-á ocupados nos próximos anos e promete muitas novas e interessantes ideias no que toca a diferentes processos astrofísicos."
Buracos negros supermassivos suprimem formação estelar
Noutro estudo, Dylan Nelson, investigador do Instituto Max Planck para Astrofísica, foi capaz de demonstrar o importante impacto dos buracos negros nas galáxias.
As galáxias formadoras de estrelas brilham no azul das suas jovens estrelas até que uma súbita mudança evolutiva apaga a formação estelar, de modo que a galáxia se torna dominada por velhas estrelas vermelhas e se junta a um cemitério cheio de galáxias antigas e moribundas.
"As únicas entidades físicas capazes de extinguir a formação estelar nas nossas grandes galáxias elípticas são os buracos negros supermassivos nos seus centros," explica Nelson. "Os fluxos ultrarrápidos destas armadilhas gravitacionais atingem velocidades até 10% da velocidade da luz e afetam os sistemas estelares gigantes milhares de milhões de vezes maiores do que o próprio buraco negro, que é comparativamente pequeno."
Visualização da intensidade das ondas de choque no gás cósmico (azul) em torno de estruturas de matéria escura colapsadas (laranja/branco). Semelhante a um boom sónico, o gás nessas ondas de choque é acelerado com uma sacudidela ao impactar nos filamentos cósmicos e galáxias.
Crédito: Colaboração IllustrisTNG
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Novas descobertas para a estrutura das galáxias
A simulação IllustrisTNG também melhora a compreensão dos investigadores da formação da estrutura hierárquica das galáxias. Os teóricos argumentam que as galáxias pequenas devem formar-se primeiro e depois se fundem em objetos cada vez maiores, impulsionados pela implacável atração da gravidade. As inúmeras colisões galácticas literalmente quebram galáxias e dispersam as suas estrelas em órbitas largas em torno das galáxias grandes recém-criadas, o que deveria dar-lhes um ténue brilho estelar de fundo.
Estes pálidos halos estelares previstos são muito difíceis de observar devido ao seu baixo brilho superficial, mas o modelo IllustrisTNG foi capaz de simular exatamente o que os astrónomos devem procurar.
"As nossas previsões podem agora ser sistematicamente verificadas pelos observadores," afirma Annalisa Pillepich, investigadora do Instituto Max Planck para Astronomia, que liderou outro estudo do IllustrisTNG. "Isto fornece um teste crítico para o modelo teórico da formação hierárquica das galáxias."
GRANDE NUVEM DE MAGALHÃES CONTÉM MOLÉCULAS ORGÂNICAS SURPREENDENTEMENTE COMPLEXAS
Usando o ALMA, astrónomos descobriram "impressões digitais" químicas de metano, éter dimetílico e formato de metilo na Grande Nuvem de Magalhães. Estas duas últimas são as maiores moléculas orgânicas já detetadas de forma definitiva fora da Via Láctea. A imagem no infravermelho longínquo à esquerda mostra o todo da galáxia. A imagem ampliada mostra a região de formação estelar observada pelo ALMA. É uma combinação de dados infravermelhos do Spitzer e de dados no visível (H-alpha) obtidos pelo telescópio Blanco de 4 metros.
Crédito: NRAO/AUI/NSF; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Herschel/ESA; NASA/JPL-Caltech; NOAO
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A galáxia anã próxima conhecida como Grande Nuvem de Magalhães (GNM) é um local quimicamente primitivo. Ao contrário da Via Láctea, esta coleção semi-espiral de algumas dezenas de milhares de milhões de estrelas não tem a rica abundância de elementos pesados da nossa Galáxia, como carbono, oxigénio e azoto. Com esta escassez de elementos pesados, os astrónomos preveem que a GNM contenha quantidades comparativamente insignificantes de moléculas complexas à base de carbono. As observações anteriores da GNM parecem apoiar esta visão.
No entanto, novas observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) descobriram "impressões digitais" químicas surpreendentemente claras das moléculas orgânicas complexas metanol, éter dimetílico e formato de metilo. Embora as observações anteriores tivessem encontrado pistas de metanol na GNM, as últimas duas substâncias são na realidade descobertas sem precedentes e são tidas como as moléculas mais complexas já detetadas de forma definitiva fora da nossa Galáxia.
Os astrónomos descobriram o ténue "brilho" milimétrico das moléculas emanado por dois embriões densos de formação estelar na GNM, regiões conhecidas como "núcleos quentes". Estas observações podem fornecer informações sobre a formação de moléculas orgânicas complexas no início da história do Universo.
"Embora a Grande Nuvem de Magalhães seja um dos nossos companheiros galácticos mais próximos, esperamos que partilhe alguma estranha semelhança química com as galáxias jovens e distantes do Universo inicial," afirma Marta Sweiło, astrónoma do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland e autora principal do artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
Os astrónomos referem-se a esta falta de elementos pesados como "baixa metalicidade". São necessárias várias gerações de nascimentos e mortes estelares para semear uma galáxia com elementos pesados, que são então misturados na próxima geração de estrelas e se tornam nos blocos de construção de novos planetas.
"As galáxias jovens e primordiais simplesmente não tiveram tempo suficiente para se tornarem tão quimicamente enriquecidas," comenta Sewiło. "As galáxias anãs, como a GNM, provavelmente mantiveram essa mesma composição juvenil por causa das suas massas relativamente baixas, que reduzem severamente o ritmo de formação estelar."
"Devido à sua baixa metalicidade, a GNM fornece uma janela para essas primeiras galáxias adolescentes," realça Remy Indebetouw, astrónomo do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Charlottesville, Virginia, EUA, coautor do estudo. "Os estudos de formação estelar nesta galáxia fornecem as bases para avançar a nossa compreensão da formação estelar no Universo inicial."
Os astrónomos focaram o seu estudo na região de formação estelar N113 na GNM, uma das regiões mais ricas em gás e mais massivas da galáxia. Observações anteriores desta área com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e com o Observatório Espacial Herschel da ESA revelaram uma surpreendente concentração de objetos estelares jovens - protoestrelas que só agora começaram a aquecer os seus berçários estelares, fazendo com que brilhem intensamente no infravermelho. Pelo menos uma parte desta formação estelar é devida a um efeito de dominó, onde a formação de estrelas massivas desencadeia a formação de outras estrelas na mesma vizinhança geral.
Sewiło e colegas usaram o ALMA para estudar vários jovens objetos estelares nesta região a fim de melhor entender a sua química e dinâmica. Os dados do ALMA revelaram, surpreendentemente, as assinaturas espectrais reveladoras do éter dimetílico e do formato de metilo, moléculas que, até agora, nunca haviam sido detetadas tão longe da Terra.
As moléculas orgânicas complexas, aquelas com seis ou mais átomos, incluindo carbono, estão entre os blocos de construção básicos das moléculas essenciais para a vida na Terra e - presumivelmente - e noutras partes do Universo. Embora o metanol seja um composto relativamente simples em comparação com outras moléculas orgânicas, é, no entanto, essencial para a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como aquelas que o ALMA observou recentemente, entre outras.
Caso estas moléculas complexas possam formar-se prontamente em torno de protoestrelas, é provável que durem e se tornem parte dos discos protoplanetários de jovens sistemas estelares. Tais moléculas provavelmente foram entregues à Terra primitiva por cometas e meteoritos, ajudando a impulsionar o desenvolvimento da vida no nosso planeta.
Os astrónomos especulam que uma vez que as moléculas orgânicas se podem formar em ambientes quimicamente primitivos como o da GNM, é possível que a estrutura química para a vida tenha surgido relativamente cedo na história do Universo.
Imagem que obscurece Sirius para mostrar o enxame Gaia 1.
Crédito: H. Kaiser
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Se tem observado o céu noturno nas últimas semanas, é possível que tenha "tropeçado" numa estrela muito brilhante perto da constelação de Orionte. Esta é Sirius, a estrela mais brilhante de todo o céu noturno, que é visível de quase todos os lugares da Terra, exceto das regiões mais setentrionais. É, de facto, um sistema estelar binário e um dos mais próximos do nosso Sol - apenas a oito anos-luz de distância.
Conhecida desde a Antiguidade, esta estrela desempenhou um papel fundamental na manutenção do tempo e da agricultura no antigo Egito, uma vez que o seu retorno ao céu estava ligado à inundação anual do Nilo. Na mitologia da Grécia Antiga, representava o olho da constelação de Cão Maior, o cão que segue diligentemente Orionte, o Caçador.
As estrelas deslumbrantes, como Sirius, são uma bênção e uma maldição para os astrónomos. A sua aparência brilhante fornece muita luz para estudar as suas propriedades, mas também ofusca outras fontes celestiais que se encontram no mesmo ponto do céu.
É por isso que Sirius foi encoberta nesta imagem, obtida pelo astrónomo amador Harald Kaiser, no dia 10 de janeiro, a partir de Karlsruhe, uma cidade no sudoeste da Alemanha.
Assim que o brilho de Sirius é removido, um objeto interessante torna-se visível à sua esquerda: o enxame estelar Gaia 1, observado, pela primeira vez, no ano passado, utilizando dados do satélite Gaia da ESA.
Imagem do enxame Gaia 1, obtida em Karlsruhe (Alemanha) por Harald Kaiser usando o seu telescópio de 30 cm. A mancha escura no centro da imagem é Sirius, obscurecida.
Crédito: H. Kaiser
(clique na imagem para ver versão maior)
Gaia 1 é um enxame aberto - uma família de estrelas nascidas ao mesmo tempo e mantidas unidas pela gravidade - e está localizado a cerca de 15.000 anos-luz de distância. O seu alinhamento, por acaso, ao lado de Sirius, manteve-o escondido a gerações de astrónomos, que têm varrido o céu com os seus telescópios nos últimos quatro séculos. Mas não para o olho inquisitivo do Gaia, que traçou mais de mil milhões de estrelas na nossa galáxia Via Láctea.
O Sr. Kaiser soube da descoberta deste aglomerado durante uma conversa pública sobre a missão do Gaia e esperou zelosamente por um céu claro para tentar observá-lo, usando o seu telescópio de 30 cm de diâmetro. Depois de cobrir Sirius no sensor do telescópio - criando o círculo escuro na imagem - conseguiu registar algumas das estrelas mais brilhantes do aglomerado Gaia 1.
Gaia 1 é um dos dois grupos de estrelas, anteriormente desconhecidos, que foram descobertos ao contar estrelas a partir do primeiro conjunto de dados de Gaia, que foi lançado em setembro de 2016. Os astrónomos estão ansiosos pelo segundo lançamento de dados do Gaia, planeado para 25 de abril, os quais oferecerão vastas possibilidades para novas e emocionantes descobertas.
Recém-nascidos ou sobreviventes? A matéria inesperada encontrada nos ventos de buracos negros hostis (via Universidade Northwestern)
A existência de grandes números de moléculas nos ventos alimentados por buracos negros supermassivos nos centros das galáxias intriga os astrónomos desde que foram descobertos há mais de uma década atrás. As moléculas traçam as partes mais frias do espaço, e os buracos negros são os fenómenos mais energéticos do Universo, de modo que encontrar moléculas nos ventos dos buracos negros foi como descobrir gelo numa caldeira. Ler fonte
Cluster mede a turbulência no ambiente magnético da Terra (via ESA)
Pela primeira vez, os cientistas estimaram a quantidade de energia transferida de grandes para pequenas escalas dentro do invólucro magnético, a região do limite entre o vento solar e a bolha magnética que protege o nosso planeta. Com base em dados recolhidos pelas missões Cluster da ESA e THEMIS da NASA, ao longo de vários anos, o estudo revelou que a turbulência é a chave, tornando este processo cem vezes mais eficiente do que no vento solar. Ler fonte
ÁLBUM DE FOTOGRAFIAS - Eclipse ao Pôr-da-Lua
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Crédito: Fred Espenak (MrEclipse.com)
Perto do ponto mais próximo da sua órbita, a segunda Lua Cheia do ano ocorreu no dia 31 de janeiro. Assim como o primeiro Eclipse Lunar Total de 2018, à medida que a Lua deslizava através da sombra do planeta Terra. Como um pitoresco cartão postal, esta imagem telescópica captura a Lua totalmente eclipsada que se situava acima do horizonte ocidental e das Montanhas Chiricahua no sul do estado norte-americano do Arizona. O evocativo tom avermelhado da Lua é devido à luz solar espalhada na sombra. Ainda assim, a sombra do planeta torna-se visivelmente mais escura perto do centro, mais para o topo do disco lunar.
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