Dia 16/12: 350.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1857 nascia Edward Emerson Barnard, astrónomo americano.
É mais conhecido pela sua descoberta da estrela de Barnard em 1916, com este nome em sua honra.
Em 1917 nascia Arthur C. Clarke, proponente de longa data das viagens espaciais, autor, futurista, inventor, explorador dos oceanos e apresentador de televisão.
Em 1965 a Pioneer 6 foi lançada para uma órbita solar entre Vénus e a Terra.
Em 1969 nascia Adam Riess, astrofísico americano, que partilhou com Saul Perlmutter e Brian P. Schmidt, em 2011, o Prémio Nobel da Física por fornecer evidências da aceleração da expansão do Universo.
Em 2000, usando dados científicos registados pela sonda em Júpiter, Galileu, a 20 de maio, os cientistas do JPL anunciam provas de um oceano salgado por baixo da superfície de Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar. Junta-se a Calisto e a Europa como luas de Júpiter com prováveis oceanos de água líquida por baixo do gelo.
Em 2015, o Hubble divulga a imagem da primeira explosão, prevista, de uma supernova. Observações: Lua em Quarto Minguante, pelas 08:56.
Dia 17/12: 351.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1957, os EUA lançam com sucesso o primeiro missil balístico intercontinental Atlas em Cabo Canaveral, Flórida.
Em 2003, voo 11P do SpaceShipOne, pilotado por Brian Binnie, o seu primeiro voo supersónico. Observações: O pequeno enxame aberto das Plêiades brilha a sudeste depois da hora de jantar, para cima e para a direita de Marte, a cerca de um punho à distância do braço esticado.
Quantas estrelas das Plêiades consegue contar à vista desarmada? Demore o tempo que precisar e continue a contar. Quem tem bons olhos consegue contar 6. Mas com uma visão ainda melhor, um bom céu escuro e uma atmosfera calma, conseguimos chegar às 8 ou 9. Com binóculos já vemos algumas dúzias.
Dia 18/12: 352.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1856 nascia J. J. Thomson, físico inglês, conhecido pela descoberta do eletrão e pela invenção do espectrómetro de massa.
Em 1958, lançamento do Projecto SCORE, o primeiro satélite de comunicações.
Em 1966, Richard Walker descobre a lua de Saturno, Epimeteu, que depois esteve "perdida" durante 12 anos.
Em 1973, é lançada a Soyuz 13, tripulada pelos cosmonautas Valentin Lebedev e Pyotr Klimuk, de Baikonur, União Soviética.
Em 1999, a NASA lança para órbita a plataforma Terra, transportando cinco instrumentos de observação terrestre: o ASTER, CERES, MISR, MODIS e MOPITT.
Em 2001, a aventureira sonda da NASA, Deep Space 1, desliga os seus motores iónicos e a missão chega ao fim.
Em 2018, um meteoro explode sobre o Mar de Bering com uma força 10 vezes superior à da bomba atómica que destruiu Hiroshima em 1945. Observações: Já alguma vez viu o nascer de Sirius? Encontre um local com o horizonte desimpedido a este-sudeste e observe o nascer de Sirius a cerca de dois punhos à distância do braço esticado por baixo da cintura de Orionte. Sirius nasce pelas 20:30, dependendo do local onde o observador vive.
Cerca de 15 minutos antes do nascer de Sirius, uma estrela mais fraca nasce logo à direita de onde Sirius vai nascer: Beta Canis Majoris ou Mirzam.
O seu nome árabe significa "arauto", e o que Mirzam anuncia é Sirius. Não é fácil confundi-las; o arauto de segunda magnitude tem apenas 1/20 do brilho de Sirius, que nasce pouco depois.
Quando uma estrela está muito baixa tende a piscar lentamente, muitas vezes em cores vívidas. Sirius é brilhante o suficiente para mostrar bem esses efeitos, especialmente através de binóculos.
Dia 19/12: 353.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1852 nascia Albert A. Michelson, físico americano conhecido pelo seu trabalho na medição da velocidade da luz e especialmente pela experiência Michelson-Morley.
Em 1972, a Apollo 17, a última missão lunar tripulada, regressava à Terra.
Em 2013, a sonda europeia Gaia é lançada para o espaço. Observações: Esta é a altura do ano em que M31, a Galáxia de Andrómeda, passa perto do zénite pouco depois do anoitecer (se viver a latitudes médias norte). A hora exata depende da sua longitude. Uns binóculos mostram M31 logo ao lado do joelho da figura da constelação de Andrómeda.
Descoberta do Webb: confirmação de galáxias no Universo muito jovem
Uma equipa internacional de astrónomos, incluindo cientistas das Universidades de Hertfordshire, Cambridge, Oxford e da Universidade John Moores em Liverpool, relatou a descoberta das mais antigas galáxias alguma vez confirmadas no nosso Universo.
Graças aos dados do Telescópio Espacial James Webb, os cientistas confirmaram observações de galáxias que datam dos primeiros tempos do Universo, menos de 400 milhões de anos após o Big Bang - quando o Universo tinha apenas 2% da sua idade atual.
Imagens, pelo Webb, já tinham anteriormente sugerido possíveis candidatos a galáxias tão primitivas. Agora, a sua idade foi confirmada usando observações espectroscópicas, que medem a luz para determinar a velocidade e composição dos objetos no espaço.
O JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) focou-se na área dentro e em redor do HUDF (Hubble Ultra Deep Field). Utilizando o instrumento NIRCam do Webb, os cientistas observaram o campo em nove diferentes comprimentos de onda do espectro infravermelho. A partir destas imagens (vistas à esquerda), a equipa procurou galáxias fracas que são visíveis no infravermelho, mas cujos espectros foram abruptamente cortados num comprimento de onda crítico conhecido como "quebra de Lyman". O instrumento NIRSpec do Webb produziu então uma medição precisa do desvio para o vermelho de cada galáxia (visto à direita). Quatro das galáxias estudadas são particularmente especiais, uma vez que se revelou estarem numa época sem precedentes. Estas galáxias remontam a menos de 400 milhões de anos após o Big Bang, quando o Universo tinha apenas 2% da sua idade atual. Crédito: NASA, ESA, CSA e STScI, M. Zamani (ESA/Webb), L. Hustak (STScI); ciência - B. Robertson (UCSC), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (Hertfordshire), S. Carniani (Scuola Normale Superiore) e Colaboração JADES
Estas observações revelaram padrões distintos na pequena quantidade de luz proveniente destas galáxias incrivelmente fracas, permitindo aos cientistas verificar que a luz que emitem levou cerca de 13,4 milhões de anos a chegar até nós, o que corrobora o seu estatuto como algumas das galáxias mais antigas algumas vez observadas.
Os cientistas também podem agora confirmar que duas destas galáxias estão mais longe do que quaisquer observações feitas pelo Telescópio Hubble - sublinhando o incrível poder e capacidade do Webb em detetar partes nunca antes vistas do Universo jovem.
A Dra. Emma Curtis-Lake, membro do Webb na Universidade de Hertfordshire e autora principal de um dos dois artigos científicos sobre os achados, explicou:
"Foi crucial provar que estas galáxias habitam, de facto, o Universo primitivo, pois é muito possível que galáxias mais próximas se mascarem como galáxias muito distantes. A observação do espectro revelou o que esperávamos, confirmando que estas galáxias estão no verdadeiro limite do que podemos ver, algumas mais distantes do que até o Hubble consegue detetar - é um feito tremendamente excitante para a missão!"
Os resultados foram alcançados por uma colaboração internacional de mais de 80 astrónomos de dez países através do programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). À equipa foi-lhe alocado pouco mais de um mês de observação telescópica, usando dois instrumentos do Webb: o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) e o NIRCam (Near-Infrared Camera). Estes instrumentos foram desenvolvidos com o objetivo principal de investigar as galáxias mais antigas e mais fracas, e a equipa comentou a sua emoção ao dar um novo passo em direção à sua compreensão:
"As nossas observações sugerem que a formação das primeiras estrelas e galáxias começou muito cedo na história do Universo", explica o professor Andrew Bunker, professor de astrofísica na Universidade de Oxford.
Durante 10 dias do seu tempo de observação, a equipa de astrónomos do programa JADES concentrou-se numa pequena mancha de céu do famoso HUDF (Hubble Ultra Deep Field) que, durante quase 20 anos, tem sido favorito dos astrónomos e que tem sido analisado ao limite de quase todos os grandes telescópios existentes. Contudo, com o Webb, a equipa foi capaz de observar em nove diferentes comprimentos de onda infravermelhos, fornecendo uma imagem extremamente nítida e sensível do campo. A imagem revela quase 100.000 galáxias, cada uma a milhares de milhões de anos-luz de distância, uma "agulha num palheiro" cósmico equivalente a olhar para o ecrã de um telemóvel no lado oposto de um campo de futebol.
Esta imagem obtida pelo Telescópio Espacial James Webb destaca a região de estudo pelo JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). Esta área fica dentro e em redor do HUDF (Hubble Ultra Deep Field). Os cientistas utilizaram o instrumento NIRCam do Webb para observar o campo em nove diferentes gamas da luz infravermelhoa. A partir destas imagens, a equipa procurou galáxias fracas que são visíveis no infravermelho, mas cujos espectros foram abruptamente cortados a um comprimento de onda crítico. Realizaram observações adicionais (não mostradas aqui) com o instrumento NIRSpec do Webb para medir o desvio para o vermelho de cada galáxia e revelar assim as propriedades do gás e das estrelas nestas galáxias.
Nesta imagem, o azul representa a luz a 1,15 micrómetros (115W), o verde a 2,0 micrómetros (200W), e o vermelho a 4,44 micrómetros (444W).
Crédito: NASA, ESA, CSA e M. Zamani (ESA/Webb); ciência - B. Robertson (UCSC), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (Hertfordshire), S. Carniani (Scuola Normale Superiore) e Colaboração JADES
As galáxias mais antigas foram identificáveis pelas suas bandas distintas, visíveis no infravermelho, mas invisíveis em outros comprimentos de onda. Numa rara janela de observação contínua de 28 horas, o NIRSpec foi utilizado para espalhar a luz emitida por cada galáxia num espectro de arco-íris. Isto permitiu aos astrónomos medir a quantidade de luz recebida em cada comprimento de onda e estudar os padrões únicos de luz criados pelas propriedades do gás e das estrelas dentro de cada galáxia.
Crucialmente, quatro das galáxias foram reveladas como tendo tido origem mais cedo no Universo do que quaisquer observações anteriores. "Isto confirma que estamos numa nova fronteira das nossas investigações sobre o nascimento das galáxias", disse a Dra. Curtis-Lake.
O professor assistente Sandro Tacchella, do Laboratório Cavendish, Universidade de Cambridge - coautor do segundo artigo científico - explicou porque é importante compreender as origens destas galáxias:
"É difícil compreender as galáxias sem compreender os períodos iniciais do seu desenvolvimento. Tal como com os seres humanos, muito do que acontece mais tarde depende do impacto destas primeiras gerações de estrelas. Tantas perguntas sobre galáxias têm estado à espera da oportunidade transformadora do Webb, e estamos entusiasmados por podermos desempenhar um papel na revelação desta história".
Os astrónomos da equipa JADES planeiam agora concentrar-se noutra área do céu para realizar mais espectroscopia e obter mais imagens, na esperança de revelar mais sobre as primeiras origens do nosso Universo e de como estas primeiras galáxias evoluem com o tempo cósmico.
"Esta é ainda apenas a primeira fase inicial da missão do JWST", disse o Dr. Alex Cameron, astrónomo da Universidade de Oxford. "Uma coisa é encontrar estas galáxias, mas à medida que a missão avança, vamos continuar também a desenvolver a nossa compreensão das propriedades destas primeiras galáxias. Este é um emocionante passo inicial de um processo muito mais longo".
Projeto PEARLS do Webb revela vistas requintadas de galáxias distantes
Durante décadas, o Telescópio Espacial Hubble e os telescópios terrestres têm-nos fornecido imagens espetaculares de galáxias. Tudo isto mudou quando o Telescópio Espacial James Webb foi lançado em dezembro de 2021 e completou com sucesso a sua fase de comissionamento durante a primeira metade de 2022. Para os astrónomos, o Universo, tal como o tínhamos visto, é agora revelado de uma nova forma nunca imaginada pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do telescópio.
O NIRCam é o principal gerador de imagens do Webb e cobre a gama infravermelha de 0,6 a 5 micrómetros. O NIRCam deteta a luz das primeiras estrelas e galáxias em processo de formação, a população de estrelas em galáxias próximas, bem como estrelas jovens na Via Láctea e objetos da Cintura de Kuiper.
Uma faixa de céu medindo 2% da área coberta pela Lua Cheia foi fotografada com o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb em oito filtros, com o ACS (Advanced Camera for Surveys) e WFC3 (Wide-Field Camera 3) do Hubble em três filtros que, em conjunto, abrangem gama de comprimentos de onda de 0,25 a 5 micrómetros. Esta imagem representa uma porção do campo PEARLS completo, que será cerca de quatro vezes maior.
Crédito: NASA, ESA, CSA, Rolf A. Jansen (Universidade Estatal do Arizona), Jake Summers (Universidade Estatal do Arizona), Rosalia O'Brien (Universidade Estatal do Arizona), Rogier Windhorst (Universidade Estatal do Arizona), Aaron Robotham (Universidade da Austrália Ocidental), Anton M. Koekemoer (STScI), Christopher Willmer (Universidade do Arizona) e equipa PEARLS do JWST; processamento de imagem - Rolf A. Jansen (Universidade Estatal do Arizona) e Alyssa Pagan (STScI)
O projeto PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science) é o tema de um estudo recente publicado na revista The Astronomical Journal por uma equipa de investigadores, incluindo o professor Rogier Windhorst, os investigadores Rolf Jansen, Seth Cohen, Jake Summers e a estudante Rosalia O'Brien, todos da Universidade Estatal do Arizona, juntamente com a contribuição de muitos outros investigadores.
Para os cientistas, as imagens, pelo programa PEARLS, das primeiras galáxias, mostram a quantidade de lentes gravitacionais ou objetos no plano de fundo de enxames massivos de galáxias, permitindo à equipa ver alguns destes objetos muito distantes. Num destes campos relativamente profundos, a equipa trabalhou com imagens multicoloridas impressionantes para assim identificar galáxias em interação e com núcleos ativos.
Os dados de Windhorst e da sua equipa mostram evidências de buracos negros gigantes nos seus centros, onde se pode ver o disco de acreção - o material a cair no buraco negro, brilhando intensamente no centro da galáxia. Além disso, muitas estrelas galácticas aparecem como gotas no para-brisas de um carro - como se estivéssemos a conduzir através do espaço intergaláctico. Este campo sobe acima do plano da eclíptica, o plano em que a Terra e a Lua, e todos os outros planetas, orbitam à volta do Sol.
"Há mais de duas décadas que trabalho com uma grande equipa internacional de cientistas para preparar o nosso programa científico do Webb", disse Windhorst. "As imagens do Webb são verdadeiramente fenomenais, realmente para lá dos meus sonhos mais loucos. Elas permitem-nos medir a densidade das galáxias que brilham até limites infravermelhos muito ténues e a quantidade total de luz que produzem. Esta luz é muito mais fraca do que o céu infravermelho muito escuro medido entre essas galáxias".
A primeira coisa que a equipa pode ver nestas novas imagens é que muitas galáxias que eram praticamente - se não totalmente - invisíveis ao Hubble são brilhantes nas imagens obtidas pelo Webb. Estas galáxias estão tão distantes que a luz emitida pelas estrelas foi esticada.
A equipa concentrou-se no "North Ecliptic Pole time domain field" com o telescópio Webb - facilmente visualizado devido à sua localização no céu. Windhorst e colegas planeiam observá-lo quatro vezes.
As primeiras observações, constituídas por dois campos que em parte se sobrepõem, produziram uma imagem que mostra objetos tão fracos quanto o brilho de 10 pirilampos à distância da Lua (a Lua não estando lá). O limite máximo do Webb é equivalente a um ou dois pirilampos. Os objetos mais ténues e avermelhados, visíveis na imagem, são galáxias distantes, que remontam às primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang.
Durante a maior parte da carreira de Jansen, trabalhou com câmaras no solo e no espaço, onde temos um único instrumento, com uma única câmara, que produz uma imagem. Agora, os cientistas possuem um instrumento que não tem apenas um detetor, que produz apenas uma imagem, mas 10 simultaneamente. Por cada exposição que o NIRCAm obtém, fornece 10 destas imagens. É uma quantidade enorme de dados e o seu volume pode ser avassalador.
Summers tem sido instrumental para processar esses dados e para os canalizar através do software de análise por colaboradores em todo o mundo.
"As imagens do JWST excedem de longe o que esperávamos das minhas simulações antes das primeiras observações científicas", disse Summers. "Ao analisar estas imagens pelo JWST, fiquei muito surpreendido com a sua requintada resolução".
O principal interesse de Jansen é descobrir como é que galáxias como a nossa própria Via Láctea surgiram. E a forma de o fazer é olhando para trás no tempo, para a forma como as galáxias se formaram, vendo como evoluíram e efetivamente traçando o caminho desde o Big Bang até ao presente.
"Fiquei impressionado com a primeira imagem do PEARLS", disse Jansen. "Mal sabia eu, quando selecionei este campo perto do polo eclíptico norte, que viria a produzir um tesouro de galáxias distantes, e que obteríamos pistas diretas sobre os processos pelos quais as galáxias se formam e crescem - consigo ver correntes, caudas, conchas e halos de estrelas nos seus arredores, os remanescentes dos seus blocos de construção".
A estudante do terceiro ano de astrofísica, O'Brien, concebeu algoritmos para medir a luz fraca entre as galáxias e as estrelas que chamaram pela primeira vez a atenção.
"A luz difusa que medi entre as estrelas e as galáxias tem um significado cosmológico, codificando a história do Universo", disse O'Brien. "Sinto-me afortunada por começar a minha carreira agora mesmo - os dados do Webb são como nada que alguma vez tenhamos visto e estou entusiasmada com as oportunidades e desafios que oferece".
"Espero que este campo seja monitorizado durante toda a missão do JWST, para revelar objetos que se movem, variam em luminosidade ou que se iluminam por breves instantes, como supernovas ou gás em acreção em torno de buracos negros em galáxias ativas", disse Jansen.
Cientistas gravam pela primeira vez o som de um diabo de poeira marciano
Quando o rover Perseverance pousou em Marte, veio equipado com o primeiro microfone em funcionamento à superfície do planeta. Os cientistas utilizaram-no para fazer a primeira gravação áudio de um redemoinho extraterrestre.
O estudo foi publicado na revista Nature Communications pela cientista planetária Naomi Murdoch e uma equipa de investigadores do ISAE-SUPAERO (Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace) e da NASA. Roger Wiens, professor de ciências da Terra, atmosféricas e planetárias na Faculdade de Ciências da Universidade de Purdue, lidera a equipa do instrumento que fez a descoberta. É o investigador principal da SuperCam do Perseverance, um conjunto de instrumentos que compõem a "cabeça" do rover que inclui instrumentos avançados de deteção remota com uma vasta gama de espectrómetros, câmaras e o microfone.
No topo, uma imagem da superfície marciana obtida pela câmara de navegação. Seguida da mesma imagem, mas processada com software que deteta movimento ao longo da gravação. A cor indica a densidade da poeira, passando de azul (densidade mais baixa) a roxo e amarelo (densidade mais alta).
O primeiro gráfico mostra a queda súbita de pressão de ar detetada pelo sensor meteorológico do Perseverance, MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer).
Em baixo, temos a amplitude do som gravado pelo microfone do rover (ver vídeo; apenas o som).
Crédito: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/INTA-CSIC/SSI/ISAE-Supaero
"Podemos aprender muito mais usando o som do que com algumas das outras ferramentas", disse Wiens. "Eles efetuam leituras a intervalos regulares. O microfone permite-nos gravar, não exatamente à velocidade do som, mas quase 100.000 vezes por segundo. Ajuda-nos a ter uma noção mais forte de como é Marte".
O microfone não está ligado continuamente; grava durante cerca de três minutos de dois em dois dias. A gravação do redemoinho, disse Wiens, foi fortuita, embora não necessariamente inesperada. Na Cratera Jezero, onde o Perseverance aterrou, a equipa observou evidências de quase 100 diabos de poeira - pequenos tornados de areia ou poeira. Esta é a primeira vez que o microfone estava ligado quando um passou pelo rover.
A gravação sonora do diabo de poeira, em conjunto com leituras da pressão de ar e fotografia "time-lapse", ajudam os cientistas a compreender a atmosfera e a meteorologia marciana.
"Conseguimos observar a queda de pressão, ouvir o vento, depois ter um pouco de silêncio que é o olho da pequena tempestade e depois ouvir novamente o vento e ver a pressão a subir", disse Wiens. Tudo aconteceu em poucos segundos. "O vento é rápido - cerca de 40 quilómetros por hora, mais ou menos a velocidade de um fenómeno idêntico cá na Terra. A diferença é que a pressão do ar em Marte é tão baixa que os ventos, embora igualmente rápidos, empurram com cerca de 1% da pressão que um vento com a mesma velocidade teria no nosso planeta. Não é um vento poderoso, mas claramente o suficiente para levantar partículas para o ar e criar um diabo de poeira".
A informação indica que os futuros astronautas não terão de se preocupar com ventos de força bruta que sopram pelas antenas ou pelos habitats - sendo que os "Mark Watneys do futuro" não serão deixados para trás - mas o vento pode ter alguns benefícios. A brisa limpou grãos de areia dos painéis solares de outros rovers - especialmente do Opportunity e do Spirit -, o que os ajudou a durar tanto tempo.
"Essas equipas assistiram a um lento declínio energético durante dias a semanas, e depois um salto positivo. Foi quando o vento limpou os painéis solares", disse Wiens.
A ausência de tais ventos e diabos de poeira em Elysium Planitia, onde a missão InSight pousou, pode ajudar a explicar a razão pela qual esta missão está quase a terminar.
"Tal como na Terra, há diferentes condições meteorológicas em diferentes áreas de Marte", disse Wiens. "A utilização de todos os nossos instrumentos e ferramentas, especialmente o microfone, ajuda-nos a ter uma noção concreta de como seria estar em Marte".
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