Apresentação às Estrelas | E se o inverno quisesse ser primavera? Data: 10 de março de 2022 Hora: 19:00-21:00
Os últimos fins de semana de março trazem-nos um equinócio e uma mudança de hora ao relógio. Este será o tema da Apresentação Às Estrelas deste mês, que inclui ainda a observação astronómica com telescópio se a meteorologia nos for favorável! Adulto: 4€ Jovem: 2€ Menores de 12 anos: gratuito. Lotação máxima de 12 pessoas.
A observação astronómica depende de condições meteorológicas favoráveis. Pré-inscrição:siga este link Telefone: 289 890 920 E-mail: info@ccvalg.pt
Efemérides
Dia 08/03: 67.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1618, Johannes Kepler descobre a terceira lei do movimento planetário.
Em 1977, eram descobertos os anéis de Úrano durante observações aéreas de ocultações da NASA.
Em 1999, começa a primeira fase da missão de mapeamento de Marte pela sonda Mars Global Surveyor.
Em 2002, o asteroide 2002 EM7, com um tamanho entre 300 e 400 metros, passa a 450.000 quilómetros da Terra. Observadores só o descobriram quatro dias depois, a 12 de março. Observações: A Lua, quase em Quarto Crescente, brilha entre Aldebarã para a sua esquerda e as Plêiades, mais perto, para a sua direita.
À medida que a primavera se aproxima, a Ursa Maior sobe tão alto a nordeste, pouco depois do anoitecer, quanto Cassiopeia desce a noroeste. No meio da duas, como sempre, está a Estrela
Polar.
Dia 09/03: 68.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1564 nascia David Fabricius, descobridor da primeira estrela variável (Mira, ou Omicron Ceti).
Em 1934, nascimento de Yuri Gagarin, cosmonauta soviético, o primeiro humano no espaço.
Em 1955, Walt Disney apresenta pessoalmente o primeiro programa televisivo de "Man in Space", no canal norte-americano ABC. Wernher von Braun, o engenheiro aeroespacial e Walt Dinsey, o artista, usaram este novo meio de comunicação que era a televisão para mostrar que os humanos podiam ir à Lua e além com base em tecnologias futuras e no desejo de exploração e descoberta.
Em 1961, é lançado com sucesso o Sputnik 9, que transporta um boneco humano com a alcunha de Ivan Ivanovich e demonstra que a União Soviética está pronta para os voos espaciais tripulados.
Em 1974, voo rasante da sonda soviética Mars 7 por Marte.
Em 1997, observadores na China, Mongólia e partes da Sibéria têm a rara oportunidade de ver um espetáculo duplo: um eclipse permite ver o cometa Hale-Bopp durante o dia.
Em 2011, o vaivém Discovery faz a sua aterragem final após 39 voos. Observações: Esta noite a Lua "pendura-se" dentro do triângulo composto pelas Plêiades, por Aldebarã e pela mais ténue Elnath (Beta Tauri), mais para cima.
Dia 10/03: 69.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1977, os astrónomos descobrem os anéis de Úrano.
Em 2006, a Mars Reconnaissance Orbiter chega a Marte. Observações: Lua em Quarto Crescente, pelas 10:45.
A Lua está quase equidistante
entre as pontas dos chifres de Touro, Beta e a mais ténue Zeta Tauri.
Será que a rotação rápida "atrasou" o colapso de duas estrelas de neutrões num buraco negro?
Quando duas estrelas de neutrões espiralam uma em direção à outra e se fundem para formar um buraco negro - um evento registado em 2017 por detetores de ondas gravitacionais e telescópios de todo o mundo - será que se tornam imediatamente num buraco negro? Ou é necessário algum tempo para diminuir a rotação antes do objeto fundido colapsar gravitacionalmente para além do horizonte de eventos num buraco negro?
Nesta impressão de artista, a fusão de duas estrelas de neutrões para formar um buraco negro (escondido dentro de uma protuberância brilhante no centro da imagem) gerou jatos de partículas (azuis) opostas e de alta energia que aqueceram o material à volta das estrelas, fazendo-o emitir raios-X (nuvens avermelhadas). O Observatório de raios-X Chandra ainda hoje deteta raios-X do evento. Podem ser produzidos por uma onda de choque no material em redor do buraco negro, ou por material a cair violentamente no buraco negro (disco amarelado em redor do bojo central).
Crédito: dados de raios-X - NASA, CXC e Universidade Northwestern/A. Hajela; visual - NASA/CXC/M. Weiss
Observações contínuas dessa fusão de 2017 pelo Observatório de raios-X Chandra, um telescópio espacial, sugerem que o objeto fundido ficou "preso", provavelmente por apenas um segundo, antes de sofrer o colapso final.
A evidência está sob a forma de um brilho de raios-X da fusão, apelidada GW170817, que não seria de esperar se as estrelas de neutrões fundidas colapsassem imediatamente num buraco negro. O brilho posterior pode ser explicado como um "ressalto" de material das estrelas de neutrões fundidas, que "araram" e aqueceram o material à volta das estrelas de neutrões. Este material quente tem agora mantido o remanescente a brilhar constantemente mais de quatro anos após a fusão ter atirado material para fora no que é referido como uma quilonova. As emissões de raios-X de um jato de material, que foi detetado pelo Chandra pouco tempo após a fusão, já estariam a diminuir caso contrário.
Embora o excesso de emissões de raios-X observado pelo Chandra possa vir de detritos num disco de acreção que gira em redor e este possa eventualmente cair para o buraco negro, a astrofísica Raffaella Margutti da Universidade da Califórnia, Berkeley, favorece a hipótese de colapso retardado, o que está previsto teoricamente.
"Se as estrelas de neutrões fundidas colapsassem diretamente para um buraco negro sem fase intermédia, seria muito difícil explicar este excesso de raios-X que vemos neste momento, porque não haveria superfície dura para o material ressaltar, voar a altas velocidades e assim criar este brilho posterior," disse Margutti, professora associada de astronomia e de física da UC Berkeley. "Apenas cairia para dentro. Feito. A verdadeira razão pela qual estou cientificamente entusiasmada é a possibilidade de estarmos a ver algo mais do que o jato. Poderíamos finalmente obter alguma informação sobre o novo objeto compacto."
Margutti e colegas, incluindo a primeira autora Aprajita Hajela, que foi aluna de Margutti quando estava na Universidade Northwestern antes de se mudar para a UC Berkeley, relatam a sua análise do brilho de raios-X num artigo recentemente aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters.
Fontes de raios-X capturadas pelo Chandra, incluindo, no topo, o buraco negro que se formou a partir da fusão de duas estrelas de neutrões e foi observado pela primeira vez em 2017.
Crédito: NASA, CXC e Universidade Northwestern/A. Hajela (ver versão legendada)
O brilho radioativo de uma quilonova
As ondas gravitacionais da fusão foram detetadas pela primeira vez a 17 de agosto de 2017 pelo LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) e pela colaboração Virgo. Telescópios terrestres e espaciais rapidamente seguiram o evento e registaram um surto de emissões no visível, no infravermelho e em raios-gama que, em conjunto, confirmaram a teoria de que muitos elementos pesados são produzidos na sequência de tais fusões no interior de material quente ejetado que produzem uma quilonova brilhante. A quilonova brilha devido à luz emitida durante a decomposição de elementos radioativos, como a platina e o ouro, que são produzidos nos detritos da fusão.
O Chandra, também, foi apontado para GW170817, mas só viu raios-X nove dias depois, sugerindo que a fusão também produziu um jato estreito de material que, ao colidir com o material em torno das estrelas de neutrões, emitiu um cone de raios-X que inicialmente falhou a Terra. Só mais tarde é que a cabeça do jato se expandiu e começou a emitir raios-X num jato mais largo visível da Terra.
A fusão de duas estrelas de neutrões produziu um buraco negro (em baixo, branco) e uma explosão de raios-gama gerados por um jato estreito ou feixe de partículas de alta energia, retratado a vermelho. Inicialmente o jato era estreito e indetetável pelo Chandra, mas com o passar do tempo o material no jato abrandou e alargou-se (azul) ao bater no material circundante, fazendo com que a emissão de raios-X subisse à medida que o jato entrava em visão direta do Chandra. Este jato e a sua contraparte oposta foram provavelmente gerados por material que caiu no buraco negro após a sua formação.
Crédito: NASA/CXC/K. DiVona
As emissões de raios-X do jato aumentaram durante 160 dias após a fusão, após os quais desvaneceram à medida que o jato abrandava e se expandia. Mas Hajela e a sua equipa notaram que desde março de 2020 - cerca de 900 dias após a fusão - e até ao final de 2020, o declínio parou e as emissões de raios-X permaneceram aproximadamente constantes em termos de luminosidade.
"O facto de os raios-X terem parado de diminuir rapidamente foi a nossa melhor evidência até agora de que algo para além de um jato está a ser detetado nos raios-X desta fonte," disse Margutti. "Uma fonte de raios-X completamente diferente parece ser necessária para explicar o que estamos a ver."
Os investigadores sugerem que o excesso de raios-X é produzido por uma onda de choque distinta dos jatos produzidos pela fusão. Este choque foi o resultado do colapso tardio das estrelas de neutrões fundidas, provavelmente porque a sua rápida rotação contrariou muito brevemente o colapso gravitacional. Ao permanecer por um segundo extra, o material à volta das estrelas de neutrões recebeu um ressalto extra que produziu uma cauda muito rápida de material ejetado por uma quilonova que criou o choque.
"Nós pensamos que a emissão posterior da quilonova é produzida por material 'chocado' no meio circumbinário," disse Margutti. "É o matéria,l que estava no ambiente das duas estrelas de neutrões, que foi chocado e aquecido pela orla mais veloz do material ejetado pela quilonova, que está a conduzir a onda de choque."
A radiação só nos chega agora porque levou tempo para que o material ejetado pela pesada quilonova fosse desacelerado no ambiente de baixa densidade e para a que energia cinética fosse convertida em calor pelos choques, disse. Este é o mesmo processo que produz rádio e raios-X para o jato, mas como este é muito, muito mais leve, é imediatamente desacelerado pelo ambiente e brilha em raios-X e rádio desde o início.
Uma explicação alternativa, notam os investigadores, é que os raios-X vêm de material que cai em direção ao buraco negro que se formou após a fusão das estrelas de neutrões.
"Esta seria ou a primeira vez que vimos o brilho posterior de uma quilonova ou a primeira vez que vimos material a cair num buraco negro após uma fusão de estrelas de neutrões," disse o coautor Joe Bright, investigador pós-doutorado da UC Berkeley. "Qualquer dos resultados seria extremamente excitante."
O Chandra é agora o único observatório ainda capaz de detetar radiação desta colisão cósmica. Contudo, observações de acompanhamento pelo Chandra e por radiotelescópios poderiam distinguir entre as explicações alternativas. Se se tratar do brilho remanescente de uma quilonova, espera-se que a emissão rádio seja detetada novamente nos próximos meses ou anos. Se os raios-X estiverem a ser produzidos por matéria a cair no recém-formado buraco negro, então a emissão de raios-X deverá manter-se estável ou diminuir rapidamente, e nenhuma emissão rádio será detetada ao longo do tempo.
Margutti espera que o LIGO, o Virgo e outros telescópios captem ondas gravitacionais e ondas eletromagnéticas de mais fusões de estrelas de neutrões, para que a série de eventos que antecedem e que se seguem à fusão possam ser localizados com maior precisão e ajudem a revelar a física da formação de buracos negros. Até lá, GW170817 é o único exemplo disponível para estudo.
"Um estudo mais aprofundado de GW170817 poderia ter muitas implicações," disse a coautora Kate Alexander, investigadora pós-doutorada também da Universidade Northwestern. "A deteção de um brilho remanescente de uma quilonova implicaria que a fusão não produziu imediatamente um buraco negro. Alternativamente, este objeto pode fornecer aos astrónomos uma oportunidade de estudar como a matéria cai num buraco negro alguns anos após o seu nascimento."
Margutti e a sua equipa anunciaram recentemente que o telescópio Chandra tinha detetado raios-X em observações de GW170817 realizadas em dezembro de 2021. A análise desses dados está em curso. Não foi relatada nenhuma deteção rádio associada aos raios-X.
Cientistas ajudam a recuperar gases de "cápsula do tempo" lunar
Cientistas da Universidade de Washington em St. Louis, EUA, estão a ajudar a recuperar gases de um recipiente de solo lunar que os astronautas recolheram e selaram sob vácuo na superfície da Lua, em 1972. O esforço faz parte da iniciativa ANGSA (Apollo Next Generation Sample Analysis) da NASA.
Os astronautas da Apollo 17 Harrison Schmitt e Eugene Cernan recolheram a amostra do local de um antigo deslizamento de terras no Vale Taurus-Littrow da Lua. Os astronautas utilizaram um dispositivo para escavar uma coluna de rególito lunar - uma mistura áspera de poeira, solo e rocha quebrada da superfície da Lua - e selaram-na num recipiente. De volta à Terra, a NASA colocou cuidadosamente o contentor no cofre lunar do Centro Espacial Johnson da NASA, onde permaneceu em perfeitas condições, praticamente intocado até agora.
A partir da esquerda, a Dra. Juliane Gross, adjunta da Divisão de Investigação e Ciência da Exploração de Astromateriais (ARES), curadora Apollo, juntamente com os Drs. Alex Meshik e Olga Pravdivtseva, da Universidade de Washington em St. Louis, iniciam um processo de extração de gás utilizando o coletor.
Crédito: NASA/James Blair
"Durante os últimos 50 anos, esta amostra lunar esteve encerrada num recipiente de vácuo, que depois foi também ele fechado num recipiente exterior, também em vácuo," disse Alex Meshik, professor de física e do Centro McDonnell para as Ciências Espaciais da Universidade de Washington. "Estavam aninhados juntos, quase como bonecas russas."
Os recipientes foram colocados em duas sacas seladas de Teflon e armazenados numa caixa de azoto, num cofre.
Abrir os contentores, como Meshik e colaboradores fizeram no mês passado, foi complicado. Os cientistas precisavam de ser capazes de identificar a assinatura química original de cada pedaço de gás que pudesse estar nos recipientes. Isso inclui o gás lunar que poderia ter sido capturado no momento em que o rególito lunar foi recolhido na superfície da Lua, bem como quaisquer outros gases que poderiam ter sido libertados das rochas durante as décadas seguintes em armazenamento.
"Não existe um selo perfeito de vácuo," disse Meshik. "Não havia maneira de saber como estavam os selos de vácuo nos contentores após 50 anos. Será que seguraram o vácuo? Até que ponto vazaram? o principal desafio na construção do sistema de extração foi antecipar todos os cenários possíveis para que estivéssemos prontos para cada resultado.
"Por causa disso, o nosso aparelho foi concebido para poder realizar não apenas uma única extração de gás, mas várias extrações de diferentes volumes em diferentes condições," disse.
"Para nos ajudar a tomar as decisões informadas durante estas extrações, incorporámos no aparelho um espectrómetro de massa para análises da composição do gás e três manómetros de alta precisão para medições de pressão não destrutivas e independentes do gás," disse Meshik.
Meshik liderou a conceção e construção do aparelho de extração do coletor, com o apoio de Olga Pravdivtseva, professora de física, e Rita Parai, professora assistente de ciências da Terra e planetárias, também bolseiras do Centro McDonnell para as Ciências Espaciais da Universidade de Washington. Os três cientistas são internacionalmente reconhecidos pelas suas análises de alta precisão de gases nobres de materiais terrestres e extraterrestre de vários corpos do Sistema Solar, incluindo o próprio Sol (missão Genesis) e poeira cósmica (missão Stardust).
Ryan Zeigler, curador de amostras Apollo da NASA e ex-aluno da Universidade de Washington, recebeu e também ajudou a testar o aparelho no Centro Espacial Johnson.
Olga Pravdivtseva, à frente à direita, professora associada de Física, ajuda a ajustar o aparelho do coletor de extração no Centro Espacial Johnson em Houston. Cientistas da Universidade de Washington em St. Louis conceberam e construíram o dispositivo que está a ser utilizado para recolher gases de um recipiente de solo lunar recolhido por astronautas da missão Apollo 17. Também fotografada está Juliane Gross, da NASA, adjunta da Divisão de Investigação e Ciência de Exploração de Astromateriais, curadora da Apollo.
Crédito: Alex Meshik
"Há cinquenta anos, quando estas amostras foram recolhidas, os cientistas da NASA tiveram e visão de pôr em prática procedimentos de cura que assegurariam às gerações futuras o acesso a amostras primitivas quando novos métodos e procedimentos analíticos estivessem disponíveis, e novas questões científicas fossem colocadas," disse Brad Jolliff, professor de ciências da Terra e planetárias e diretor do Centro McDonnell para as Ciências Espaciais da Universidade de Washington.
"Temos vários laboratórios de ponta a analisar vários aspetos destas preciosas amostras e a testar hipóteses sobre as suas origens e como se enquadram num contexto moderno de ciência planetária," disse Jolliff, que é o principal investigador institucional da Universidade de Washington na sua equipa ANGSA, liderada pela Universidade do Novo México.
"Os estudos de gases nobres são um grande exemplo porque contêm não só muita informação sobre a atual implantação de material do Sol na superfície da Lua, mas também sobre a própria origem da Lua há quatro mil milhões e meio de anos. Fiquem atentos aos resultados interessantes que se avizinham!"
Os resultados científicos preliminares da recolha inicial de gás serão discutidos na Conferência Científica Lunar e Planetária, que está a decorrer até dia 11 em Houston.
Os gases lunares dos recipientes de armazenamento estão agora a ser recolhidos usando o aparelho de extração do coletor. Após os gases retidos nos recipientes serem recolhidos, a equipa planeia deixar que outros gases se difundam lentamente para fora das próprias rochas lunares. A NASA enviará então os gases para laboratórios selecionados nos EUA e na Europa, especializados em análises de alta precisão de oxigénio, azoto, gases nobres e material orgânico - incluindo a Universidade de Washington.
"Uma das características importantes de 73001 (o identificador da NASA para esta amostra específica de rególito lunar da Apollo 17) é que foi recolhida a uma profundidade sempre abaixo do ponto de congelação da água," disse Jolliff. "Assim, pensou-se que poderia preservar mais voláteis do que a parte superior, que estava sujeita a mais efeitos de aquecimento e arrefecimento diurno."
Como físico experimental, Meshik tem formação em equipamento de alto vácuo e espectrometria de massa isotópica que remonta aos seus anos universitários na Rússia, depois no Instituto Max Planck para Física Nuclear em Heidelberg, Alemanha, e finalmente na Universidade de Washington.
Partilhou com a sua esposa e frequente colaboradora Pravdivtseva uma reflexão pessoal sobre as muitas horas de trabalho meticuloso gastas na montagem do dispositivo de extração:
"A construção do aparelho ocorreu no pico das restrições de COVID, quando tivemos de manter uma distância de 2 metros entre os membros da equipa e trabalhar a maior parte do tempo a partir de casa," disse Meshik. "Ficámos limitados apenas a contactos momentâneos ao ar livre com os nossos colegas. Entretanto, a construção exigia mais do que duas mãos. Felizmente, as restrições não se aplicavam aos casais. Foi assim que o aparelho se tornou o nosso 'negócio de família'."
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universidade de Buenos Aires) et al.;
A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC;
Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; Hubble/STScI
A Nebulosa do Caranguejo está catalogada como M1, o primeiro objeto da famosa lista de coisas que não são cometas de Charles Messier. De facto, sabe-se que M1 é o remanescente de uma supernova, uma nuvem de detritos em expansão resultante da explosão de uma estrela massiva, testemunhada por astrónomos no ano 1054. Esta nova imagem fornece uma visão do século XXI da Nebulosa do Caranguejo, apresentando dados por todo o espectro eletromagnético convertidos em comprimentos de onda visíveis. Do espaço, os dados do Chandra (raios-X), do XMM-Newton (ultravioleta), do Hubble (visível) e do Spitzer (infravermelho) estão em tons de roxo, azul, verde e amarelo. A partir do solo, os dados no rádio pelo VLA (Very Large Array) são mostrados a vermelho. Um dos objetos mais exóticos conhecidos dos astrónomos modernos, o Pulsar de Caranguejo, uma estrela de neutrões que gira 30 vezes por segundo, é o ponto brilhante perto do centro da imagem. Tal como um dínamo cósmico, este remanescente colapsado do núcleo estelar alimenta a emissão do Caranguejo através do espectro eletromagnético. Com cerca de 12 anos-luz, a Nebulosa do Caranguejo está a 6500 anos-luz de distância na direção da constelação de Touro.
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