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  Arquivo | CCVAlg - Astronomia
Agora também com o apoio do Centro Ciência de Tavira
   
 
  Astroboletim #1618  
  10/09 a 12/09/2019  
     
     
 
Astronomia no Verão
CCVAlg | CCVTavira

Atividades planeadas para o restante mês de setembro:

11/09 - Tavira, a partir das 21:30, junto Forte do Rato em Tavira (atividade realizada pelo CCVTavira)

(todas as atividades estão dependentes de condições meteorológicas favoráveis; consulte cada uma das atividades para obter mais informações e para fazer a sua inscrição)

 
     
 
Efemérides

Dia 10/09: 253.º dia do calendário gregoriano.
História:
Em 1857 nascia James Edward Keeler, astrónomo americano que realizou importantes trabalhos espectroscópicos em 120.000 nebulosas.

Em 1895, mostrou que três partes diferentes dos anéis de Saturno giravam a velocidades diferentes e que não eram corpos sólidos mas uma coleção de objetos pequenos em órbitas independentes.
Em 1858, George Mary Searle descobre o asteroide 55 Pandora.
Em 2008, o LHC no CERN, descrito como a maior experiência científica da História, é ligado em Genebra, Suiça.
Observações: Neptuno em oposição, pelas 07:57.
Esta noite a Lua brilha dentro do fraco padrão da constelação de Capricórnio. A estrela mais brilhante para cima e para a direita da Lua é Altair, com a pequena Tarazed a um dedo à distância do braço esticado. Observe, para baixo e para a esquerda da Lua, a quase 30 graus, a estrela de magnitude 1, Fomalhaut, a tornar-se visível.

Dia 11/09: 254.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1877, nascia o astrónomo teórico inglês James Hopwood Jeans. Na primeira década do século XX, Jeans trabalhou nos fundamentos dos processos de colapso gravitacional, relevantes para a formação de sistemas solares, estrelas e galáxias.
Em 1985, o ICE, ou International Cometary Explorer, faz a primeira travessia da cauda de um cometa, uma passagem pelo Cometa 21P/Giacobini-Zinner. O objetivo principal da missão era estudar a interação entre o vento solar e a atmosfera cometária.
Em 1997, a sonda Mars Global Surveyor chega a Marte.

Observações: Trânsito da sombra de Calisto, entre as 19:31 e as 21:11.
Trânsito de Europa, entre as 20:23 e as 23:00.
Um sinal da mudança de estação: chegámos àquela altura do ano quando, logo após o cair da noite, Cassiopeia já subiu mais a nordeste do que a Ursa Maior desceu a noroeste. Cassiopeia domina o céu ao iníci da noite durante a primeira metade do outono-inverno. A Ursa Maior toma o seu lugar nas noites mais amenas de primavera e verão.
Trânsito da sombra de Europa, entre as 23:00 e as 01:42.

Dia 12/09: 255.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1725 nascia Guillaume Le Gentil, o astrónomo mais azarado de sempre.
Em 1959, a União Soviética lança a sonda Luna 2. Dois dias depois (14),  torna-se no primeiro objeto feito pelo Homem a atingir a Lua.

Em 1966, lançamento da Gemini 11, a penúltima missão do programa Gemini da NASA e a detentora do recorde atual de altitude humana (à excepção das missões lunares Apollo).
Em 1970, lançamento da soviética Luna 16, a primeira (não tripulada) a recolher amostras lunares e a enviá-las para a Terra. 
Em 1991, lançamento da missão STS-48 do vaivém Discovery, transportando o satélite UARS (Upper Atmosphere Research Satellite). 
Em 1992, lançamento da missão STS-47 do vaivém espacial Endeavour, a 50.ª missão dos vaivéns espaciais. A bordo estavam Mae Carol Jemison, a primeira mulher africo-americana no espaço, Mamoru Mohri, o primeiro cidadão japonês a voar uma nave americana, e Mark Lee e Jan Davis, o primeiro casal no espaço.
Em 1993, lançamento da missão STS-51 do vaivém espacial Discovery.
Observações: Arcturo, a "Estrela da Primavera", brilha um pouco mais baixa a oeste depois do anoitecer esta semana. A partir de Arcturo, o padrão de "papagaio-de-papel" ou "bacalhau" da constelação de Boieiro prolonga-se 24º para cima e para a direita.

 
     
 
Curiosidades


Quando Herschel descobriu o planeta Úrano em 1781, deu-lhe o nome "Georgium Sidus", em honra ao rei George III. O nome não foi popular fora da Grã-Bretanha. Johann Elert Bode sugeriu Úrano, e argumentou que tal como Saturno era o pai de Júpiter, o novo planeta devia ter o nome do pai de Saturno. A decisão tornou-se universal em 1850.

 
 
   
Investigação da NASA fornece novas informações sobre a perda atmosférica de Marte

De acordo com novas observações de cientistas financiados pela NASA, um importante rastreador usado para estimar a quantidade de atmosfera perdida por Marte pode mudar dependendo da hora do dia e da temperatura da superfície do Planeta Vermelho. As medições anteriores deste rastreador - isótopos de oxigénio - discordam significativamente. Uma medição precisa deste rastreador é importante para estimar quanta atmosfera Marte já teve antes de se perder, o que revela se pode ter sido habitável e como teriam sido as condições.

Marte é hoje um deserto frio e inóspito, mas características como leitos secos de rio e minerais que só se formam na presença de água líquida indicam que, há muito tempo atrás, teve uma atmosfera espessa que retinha calor suficiente para que a água líquida - um ingrediente necessário para a vida - corresse à superfície. Segundo resultados de missões da NASA como a MAVEN e o rover Curiosity, indo até às missões Viking em 1976, parece que Marte perdeu grande parte da sua atmosfera ao longo de milhares de milhões de anos, transformando o seu clima de um que pode ter sustentado vida para o ambiente seco e frio do presente.

 
Esta impressão de artista ilustra o passado ambiente de Marte (direita) - que se pensa ter tido água líquida e uma atmosfera mais espessa - vs. o ambiente frio e seco visto em Marte hoje (esquerda).
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
 

No entanto, permanecem muitos mistérios sobre a antiga atmosfera do Planeta Vermelho. "Sabemos que Marte tinha mais atmosfera. Sabemos que tinha água corrente. Além disso, não temos uma boa estimativa das condições - quão parecido com a Terra era o ambiente marciano? Durante quanto tempo?", disse Timothy Livengood da Universidade de Maryland em College Park, EUA, e do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no mesmo estado norte-americano. Livengood é o autor principal de um artigo sobre esta investigação publicado dia 1 de agosto na revista Icarus.

Uma maneira de estimar a espessura da atmosfera original de Marte é observando os isótopos de oxigénio. Os isótopos são versões de um elemento com massa diferente devido ao número de neutrões no núcleo atómico. Os isótopos mais leves escapam para o espaço mais rapidamente do que os isótopos mais pesados, de modo que a atmosfera que permanece no planeta é gradualmente enriquecida com isótopos mais pesados. Neste caso, Marte é enriquecido em comparação com a Terra no que toca ao isótopo mais pesado de oxigénio, 18O, vs. o mais leve e muito mais comum 16O. A quantidade relativa medida de cada isótopo pode ser usada para estimar quanto mais atmosfera havia no passado de Marte, em combinação com uma estimativa de quão mais depressa o isótopo 16O escapa, e assumindo que a quantidade relativa de cada isótopo na Terra e Marte já foi semelhante.

O problema é que as medições da quantidade do isótopo 18O em comparação com o 16O em Marte, a proporção 18O/16O, não têm sido consistentes. Diferentes missões mediram diferentes proporções, o que resulta em diferentes entendimentos da antiga atmosfera marciana. O novo resultado fornece uma possível maneira de resolver esta discrepância, mostrando que a proporção pode mudar durante o dia marciano. "Medições anteriores em Marte ou na Terra obtiveram uma variedade de valores diferentes para o rácio isotópico," disse Livengood. "As nossas são as primeiras medições a usar um único método, de maneira que mostram que a proporção realmente varia num único dia, em vez de comparações entre elementos independentes. Nas nossas medições, a proporção de isótopos varia entre cerca de 9% esgotado em isótopos pesados ao meio-dia marciano a cerca de 8% enriquecido em isótopos pesados por volta das 13:30, em comparação com os rácios isotópicos normais para o oxigénio da Terra."

Esta gama de rácios isotópicos é consistente com as outras medições relatadas. "As nossas medições sugerem que todo o trabalho anterior pode ter sido feito corretamente, mas discorda porque este aspeto da atmosfera é mais complexo do que pensávamos," explicou Livengood. "Dependendo da posição marciana onde a medição foi feita, e da hora do dia em Marte, é possível obter valores diferentes."

A equipa pensa que a mudança nas proporções ao longo do dia é uma ocorrência rotineira devido à temperatura do solo, no qual as moléculas isotopicamente mais pesadas "colam-se" mais aos grãos superficiais e frios à noite do que os isótopos mais leves, e depois são libertados (desabsorção térmica) à medida que a superfície aquece durante o dia.

Dado que a atmosfera marciana é principalmente dióxido de carbono (CO2), o que a equipa realmente observou foram isótopos de oxigénio ligados a átomos de carbono na molécula de CO2. Eles fizeram as suas observações da atmosfera marciana com o IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA em Mauna Kea, Hawaii, usando o HIPWAC (Heterodyne Instrument for Planetary Winds and Composition) desenvolvido em Goddard. "Ao tentar entender a ampla dispersão nas taxas estimadas de isótopos que recuperámos das observações, percebemos que estavam correlacionadas com a temperatura da superfície que também obtivemos," acrescentou Livengood. "Foi este conhecimento que nos colocou neste caminho."

O novo trabalho vai ajudar os cientistas a refinar as suas estimativas da antiga atmosfera marciana. Como as medições podem agora ser entendidas como consistentes com os resultados de tais processos nas atmosferas de outros planetas, isto significa que estão no caminho certo para entender como o clima marciano mudou. "Isto mostra que a perda atmosférica ocorreu por processos que mais ou menos entendemos," realçou Livengood. "Os detalhes críticos ainda precisam de ser trabalhados, mas nós não precisamos de invocar processos exóticos que podem resultar na remoção de CO2 sem alterar as taxas de isótopos, ou na alteração de apenas algumas taxas de outros elementos."

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Icarus)

 


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Marte:
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Evolução atmosférica de Marte (Wikipedia)

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Missão Viking:
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"CSI marciano" revela como os impactos de asteroide criaram água corrente no Planeta Vermelho
 
O Dr. Luke Daly, investigador em Ciência do Sistema Solar da Escola de Ciências Geográficas da Terra da Universidade de Glasgow, segurando um pedaço de um meteorito naklhite marciano.
Crédito: Universidade de Glasgow
 

Análises modernas de meteoritos marcianos revelaram detalhes sem precedentes sobre como os impactos dos asteroides ajudam a criar fontes temporárias de água corrente no Planeta Vermelho.

Este estudo ajuda a restringir a potencial localização da cratera de impacto na superfície marciana que explodiu algumas dessas rochas marcianas para o espaço há milhões de anos atrás.

As descobertas são o resultado de um tipo de "CSI marciano" que usa técnicas sofisticadas para reconstruir grandes eventos que moldaram a rocha desde que se formou em Marte, há cerca de 1,4 mil milhões de anos.

No novo artigo, publicado na revista Science Advances, os cientistas planetários da Universidade de Glasgow e colegas de Leeds, da Itália, Austrália e Suécia descrevem como usaram uma técnica conhecida como difração de retrodispersão de eletrões para examinar "fatias" de dois meteoritos marcianos diferentes conhecidos como "nakhlites".

Os nakhlites são um grupo de meteoritos marcianos vulcânicos em homenagem a El Naklha, no Egipto, onde o primeiro deles caiu na Terra em 1911. Estes meteoritos preservam evidências da ação da água líquida na superfície marciana há aproximadamente 633 milhões de anos. No entanto, o processo que gerou estes fluidos tem sido um mistério até agora.

O Dr. Luke Daly, associado de pesquisa em Ciência do Sistema Solar na Escola de Ciências Geográficas e da Terra da Universidade de Glasgow, é o principal autor do artigo.

O Dr. Daly disse: "existem muitas informações sobre Marte 'trancadas' dentro dos pequenos pedaços do Planeta Vermelho que caíram na Terra como meteoritos, que novas técnicas analíticas podem nos permitir aceder.

"Ao aplicar esta técnica de difração de retrodispersão de eletrões, conseguimos observar muito atentamente a orientação e a deformação dos minerais em toda a área destas amostras de rocha marciana para procurar padrões.

"O que vimos é que o padrão de deformação nos minerais corresponde exatamente à distribuição das veias de erosão formadas a partir dos fluídos marcianos. Esta coincidência fornece-nos dados empolgantes sobre dois grandes eventos da história destas rochas. O primeiro é que, há aproximadamente 633 milhões de anos, foram atingidas por um asteroide que as deformou em parte de uma cratera de impacto.

 
Modelo gráfico de como os impactos de asteroides ajudam a criar fontes temporárias de água corrente em Marte. Os meteoritos naklhites são um conjunto de rochas ígneas que se cristalizaram em torno de uma complexa estrutura vulcânica em Marte há 1,3 a 1,4 mil milhões de anos. Uma nova análise quantitativa da textura destes meteoritos revelou evidências de um sistema hidrotermal gerado por um impacto - há 633 milhões de anos. Estes meteoritos foram ejetados de Marte durante um segundo impacto - há 11 milhões de anos atrás.
Crédito: Universidade de Glasgow
 

"Este impacto foi grande o suficiente e quente o suficiente para derreter o gelo sob a superfície marciana e enviá-lo através de fissuras recém-formadas na rocha - efetivamente formando um sistema hidrotermal temporário por baixo da superfície de Marte, que alterou a composição dos minerais nas rochas, perto destas fissuras. Isto sugere que o impacto de um asteroide foi o mecanismo misterioso, para produzir água líquida, nos naklhites muito tempo depois do vulcão que os formou em Marte ter ficado extinto.

"A segunda coisa excitante que nos diz é que as rochas devem ter sido atingidas duas vezes. Um segundo impacto, há cerca de 11 milhões de anos atrás, teve a combinação certa de ângulo e força para explodir as rochas da superfície do planeta e para começar a sua longa jornada pelo espaço em direção à Terra."

A equipa pensa que os seus achados fornecem novas informações sobre a formação da paisagem marciana. Os bombardeamentos regulares de asteroides podem ter tido efeitos semelhantes no gelo subterrâneo ao longo da história marciana, criando sistemas hidrotermais temporários por todo o planeta e importantes fontes de água líquida.

A sua análise também fornece pistas importantes que podem ajudar a identificar exatamente onde os naklhites tiveram origem em Marte.

O Dr. Daly acrescentou: "Atualmente, estamos a tentar entender a geologia marciana através destes meteoritos sem saber de que parte da superfície de Marte estes naklhites vieram. As nossas novas descobertas restringem firmemente as possíveis origens dos naklhites - sabemos agora que estamos à procura de uma complexa estrutura vulcânica, com cerca de 1,3 a 1,4 mil milhões de anos, com uma cratera com mais ou menos 633 milhões de anos e outra com 11 milhões de anos. Pouquíssimos lugares em Marte correspondem a estes elementos."

"É um trabalho de detetive interplanetário que ainda está em andamento, mas estamos ansiosos por resolver o caso."

Os investigadores, da Universidade de Glasgow, da Universidade de Leeds, da Universidade de Uppsala, Oxford Instruments Nanoanalysis, da Universidade de Pisa, da Universidade de Nova Gales do Sul e da Universidade Curtin, analisaram amostras de dois nakhlites.

Um deles, conhecido como "Miller Range 03346", foi encontrado e recuperado das montanhas da cadeia Miller na Antártica em 2003 pela expedição de pesquisa ANSMET (Antarctic Search for Meteorites). A professora Gretchen Benedix, coautora do estudo, fez parte da expedição que recuperou Miller Range 03346. O segundo, "Lafayette", encontrava-se na coleção de amostras rochosas da Universidade de Purdue em 1931.

// Universidade de Glasgow (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)

 


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Marte:
CCVAlg - Astronomia
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Nakhlites:
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Mapa de emissão pulsar graças a Einstein

Os pulsares em sistemas binários são afetados por efeitos relativísticos, fazendo com que os eixos de rotação de cada pulsar mudem de direção com o tempo. Uma equipa liderada por Gregory Desvignes do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona, Alemanha, usou observações de rádio da fonte PSR J1906+0746 para reconstruir a emissão polarizada acima do polo magnético do pulsar e para prever o desaparecimento da emissão detetável até 2028. As observações deste sistema confirmam a validade de um modelo com 50 anos que relaciona a radiação do pulsar com a sua geometria. Os investigadores também são capazes de medir com precisão o ritmo de mudança na direção da rotação e encontraram que está de excelente acordo com as previsões da teoria geral da relatividade de Einstein.

A experiência é o teste mais desafiador, até à data, deste importante efeito de precessão relativista da rotação para corpos com gravidades fortes. Além disso, o formato do feixe de rádio reconstruído tem implicações para a população de estrelas de neutrões e para a taxa esperada de fusões de estrelas de neutrões, conforme observado por detetores de ondas gravitacionais como o LIGO.

Os resultados foram publicados na edição de 6 de setembro da revista Science.

 
PSR J1906+0746: o efeito relativístico da precessão da rotação de um pulsar permite a resolução da estrutura de feixo do pulsar.
Crédito: Gregory Desvignes & Michael Kramer, MPIfR
 

Os pulsares são estrelas de neutrões com rápida rotação que concentram 40% mais massa do que o Sol - ou mais! - numa pequena esfera com apenas aproximadamente 20 km de diâmetro. Têm campos magnéticos extremamente fortes e emitem um feixe de ondas de rádio ao longo dos seus eixos magnéticos acima de cada um dos seus polos magnéticos. Devido à sua rotação estável, um efeito de farol produz sinais pulsados que chegam à Terra com a precisão de um relógio atómico. A grande massa, a compacidade da fonte e as propriedades tipo-relógio permitem que os astrónomos os usem como laboratórios para testar a teoria geral da relatividade de Einstein.

A teoria prevê que o espaço-tempo é curvado por corpos massivos como pulsares. Uma consequência esperada é o efeito da precessão relativista da rotação em pulsares binários. O efeito surge de um desalinhamento do vetor de rotação de cada pulsar em relação ao vetor de momento angular do sistema binário e é provavelmente causado por uma explosão de supernova assimétrica. Esta precessão faz com que a geometria da visão varie, o que pode ser testado observacionalmente, monitorizando alterações sistemáticas no perfil de pulso observado.

Foram observadas evidências de um perfil de pulso variável atribuído a mudanças na geometria de visão, mudanças estas provocadas pela precessão da rotação, no pulsar binário Hulse-Taylor (B1913+16). Outros pulsares binários também mostram o efeito, mas nenhum deles permitiu estudos com a precisão e com o nível de detalhe obtidos com PSR J1906+0746.

O alvo é um jovem pulsar com um período de rotação de 144 milissegundos numa órbita de 4 horas em torno de outra estrela de neutrões na direção da constelação de Águia, bem perto do plano da nossa Galáxia, a Via Láctea.

"PSR J1906+0746 é um laboratório único no qual podemos restringir simultaneamente a física das emissões de rádio pulsar e testar a teoria geral da relatividade de Einstein," diz Gregory Desvignes do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona, o autor principal do estudo.

A equipa de investigação monitorizou o pulsar de 2012 a 2018 com o radiotelescópio Arecibo de 305 metros a uma frequência de 1,4 GHz. Essas observações foram complementadas com dados de arquivo dos radiotelescópios Nançay e de Arecibo registados entre 2005 e 2009. No total, o conjunto de dados disponível compreende 47 épocas, que vão de julho de 2005 a junho de 2018.

A equipa percebeu que inicialmente era possível observar os polos magnéticos opostos do pulsar, quando os feixes "norte" e "sul" (referidos como "pulso principal" e "interpulso" no estudo) eram apontados para a Terra uma vez por rotação. Com o tempo, o feixe norte desapareceu e só o sul permaneceu visível. Com base num estudo detalhado das informações de polarização da emissão recebida, foi possível aplicar um modelo de 50 anos, prevendo que as propriedades de polarização codificavam informações sobre a geometria do pulsar. Os dados do pulsar validaram o modelo e também permitiram à equipa medir o ritmo de precessão com apenas 5% de nível de incerteza, inferior à medição do ritmo de precessão no sistema do Duplo Pulsar, até agora um sistema de referência para testes do género. O valor medido está perfeitamente de acordo com a previsão da teoria de Einstein.

"Os pulsares podem fornecer testes de gravidade que não podem ser feitos de nenhuma outra maneira," acrescenta Ingrid Stairs da Universidade da Colúmbia Britânica, em Vancouver, coautora do estudo. "Este é mais um esplêndido exemplo de tal teste."

Além disso, a equipa pode prever o desaparecimento e o reaparecimento de ambos os feixes norte e sul de PSR J1906+0746. O feixe sul desaparecerá da linha de visão por volta de 2028 e reaparecerá entre 2070 e 2090. O feixe norte deverá reaparecer algures entre 2085 e 2105.

A experiência de 14 anos também forneceu informações interessantes sobre o funcionamento pouco compreendido dos próprios pulsares. A equipa percebeu que a nossa linha de visão da Terra havia cruzado o polo magnético na direção norte-sul, permitindo não apenas um mapa do feixe pulsar, mas também um estudo das condições de emissão de rádio logo acima do polo magnético.

"É muito gratificante que, após várias décadas, a nossa linha de visão esteja a atravessar pela primeira vez o polo magnético de um pulsar, demonstrando a validade de um modelo proposto em 1969," explica Kejia Lee do Instituto Kavli para Astronomia e Astrofísica da Universidade de Pequim, China, outro coautor do artigo. "Em contraste, o formato do feixe é muito irregular e inesperado."

O mapa do feixe revela a verdadeira extensão do feixe pulsar, que determina a porção do céu iluminada pelo feixe. Este parâmetro afeta o número previsto da população galáctica de estrelas de neutrões binárias da Galáxia e, portanto, a taxa esperada de deteção de ondas gravitacionais para fusões de estrelas de neutrões.

"A experiência levou muito tempo para ser concluída," conclui Michael Kramer, diretor e chefe do departamento de investigação de "Física Fundamental em Radioastronomia" do Instituto Max Planck. "Atualmente, e infelizmente, os resultados precisam de ser rápidos, ao passo que este pulsar nos ensina muito. Ser paciente e diligente realmente valeu a pena."

// Instituto Max Planck para Radioastronomia (comunicado de imprensa)
// Observatório de Paris (comunicado de imprensa)
// Universidade de Manchester (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)

 


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Binário Hulse-Taylor (B1913+16):
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Pulsares:
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Animação de um pulsar (em formato Quicktime)
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Teoria Geral da Relatividade:
Wikipedia

Observatório de Arecibo:
Página oficial
Wikipedia

 
   
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