DIA 19/09: 262.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1988, Israel lança o seu primeiro satélite, o Ofeq 1. HOJE, NO COSMOS:
Pela meia-noite, o brilhante Júpiter já se encontra razoavelmente alto a este. Olhe para a esquerda do planeta, a cerca de punho e meio à distância do braço esticado, para encontrar as Plêiades.
A uma distância idêntica, mas para baixo das Plêiades, está a nascer Aldebarã. E a quase três punhos à distância do braço esticado para a esquerda das Plêiades brilha Capella.
DIA 20/09: 263.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1999, o Telescópio Espacial de Raios-X Chandra, lançado a 23 de julho de 1999, revela características ainda não observadas nos remanescentes de três explosões de supernova. HOJE, NO COSMOS:
Esta é a altura do ano em que a ténue Ursa Menor parece "despejar água" para a Ursa Maior, em baixo. A Ursa Maior vai fazer-lhe o mesmo nas noites de primavera.
DIA 21/09: 264.º DIA DO CALENDÁRIO GREGORIANO
NESTE DIA ACONTECEU...
Em 1974, a Mariner 10 faz o seu segundo voo rasante por Mercúrio.
Em 2003 termina a missão da Galileu, quando a sonda entra na atmosfera de Júpiter e é esmagada pela pressão a baixas altitudes. HOJE, NO COSMOS:
Depois do cair da noite, poderá encontrar a Lua, quase em Quarto Crescente, acompanhada à sua direita pela estrela Antares, da constelação de Escorpião, ambos os astros baixos a sudoeste.
JWST capta fluxo supersónico de estrela jovem
Nesta imagem obtida pelo Telescópio Espacial James Webb está Herbig-Haro 211 (HH 211), um jato bipolar que viaja pelo espaço interestelar a velocidades supersónicas. A cerca de 1000 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Perseu, o objeto é um dos fluxos proto-estelares mais jovens e mais próximos, o que o torna um alvo ideal para o JWST.
Crédito: ESA/Webb, NASA, CSA, T. Ray (Instituto de Estudos Avançados de Dublin)
Os chamados objetos de Herbig-Haro (HHs) são jatos luminosos de gás que assinalam o crescimento de estrelas infantis. Utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA/ESA/CSA, uma equipa internacional de astrónomos, com a participação de cientistas do Instituto Max Planck de Astronomia, obteve uma imagem espetacular de HH 211, um jato bipolar que viaja pelo espaço interestelar a velocidades supersónicas. A cerca de 1000 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Perseu, o objeto é um dos fluxos proto-estelares mais jovens e mais próximos, o que o torna um alvo ideal para o JWST.
Os objetos Herbig-Haro rodeiam estrelas recém-nascidas e formam-se quando os ventos estelares ou jatos de gás expelidos por estas estrelas recém-nascidas formam ondas de choque que colidem com gás e poeira próximos a alta velocidade. Uma nova e excitante imagem de HH 211, pelo JWST, revela um fluxo de uma protoestrela de Classe 0, uma análoga infantil do nosso Sol quando este tinha apenas algumas dezenas de milhares de anos e uma massa de apenas 8% da atual (acabará por se tornar uma estrela como o Sol). As protoestrelas ainda não atingiram a fase de fusão nuclear.
As imagens infravermelhas são muito boas no estudo de estrelas recém-nascidas e dos seus fluxos, porque essas estrelas estão invariavelmente ainda embebidas no gás da nuvem molecular em que se formaram. A emissão infravermelha dos fluxos da estrela penetra o gás e a poeira que a obscurecem, tornando um objeto Herbig-Haro como HH 211 ideal para observação com os sensíveis instrumentos infravermelhos do JWST. As moléculas excitadas pelas condições turbulentas, incluindo o hidrogénio molecular, o monóxido de carbono e o monóxido de silício, emitem luz infravermelha que o JWST pode recolher para mapear a estrutura dos fluxos.
A imagem obtida com o instrumento NIRCam mostra uma série de choques, ou seja, radiação desencadeada por colisões de gás, a sudeste (em baixo à esquerda) e a noroeste (em cima à direita), bem como o jato bipolar estreito que os alimenta, com um detalhe sem precedentes - uma resolução espacial cerca de 5 a 10 vezes superior à de quaisquer imagens anteriores de HH 211. Esta série de eventos de choque indica uma libertação episódica de gás, que está diretamente relacionada com o crescimento da protoestrela através da infiltração de poeira e gás.
O jato interno é visto a "agitar-se" com simetria em ambos os lados da protoestrela central. Isto está de acordo com observações em escalas mais pequenas e sugere que a protoestrela pode, de facto, ser uma estrela binária não resolvida.
"Estas observações com o JWST não produzem apenas imagens espetaculares. Também nos fornecem uma ferramenta para estudar a maturação das antecessoras diretas das estrelas com um detalhe sem precedentes," diz Thomas Henning, diretor do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha. "Assim, as observações geram informação inestimável na nossa tentativa de compreender a formação estelar".
Observações anteriores de HH 211 com telescópios terrestres mostraram o movimento do gás ao longo do fluxo, medindo uma mudança no comprimento de onda da radiação emitida. Agora, a equipa encontrou enormes choques com desvios para o vermelho (noroeste) e com desvios para o azul (sudeste) e estruturas semelhantes a cavidades à luz do hidrogénio e do monóxido de carbono excitados por choques, respetivamente, e um jato de dupla face serpenteante e com nós à luz do monóxido de silício. Com estas novas observações com os instrumentos NIRCam e NIRSpec do JWST, os investigadores descobriram que o fluxo de gás do objeto é relativamente lento em comparação com protoestrelas semelhantes, mas mais evoluídas.
A equipa mediu as velocidades das estruturas mais interiores do fluxo de gás em cerca de 80 a 100 quilómetros por segundo. No entanto, a diferença de velocidade entre estas secções do fluxo e o material com que estão a colidir - a velocidade da onda de choque - é muito menor. Os investigadores concluíram que os fluxos das estrelas mais jovens, como a que se encontra no centro de HH 211, são maioritariamente constituídos por moléculas devido às velocidades comparativamente baixas das ondas de choque, que não são suficientemente energéticas para quebrar as moléculas em átomos e iões mais simples.
Solar Orbiter aproxima-se da solução para um mistério solar com 65 anos
A atmosfera exterior do Sol, conhecida como coroa, pode ser vista a estender-se no espaço nesta imagem do instrumento Metis da Solar Orbiter. O Metis é um dispositivo multi-comprimento de onda, que funciona nos comprimentos de onda visível e ultravioleta. É um coronógrafo, o que significa que bloqueia a luz solar brilhante da superfície solar, deixando visível a luz mais ténue que se espalha pelas partículas da coroa. Nesta imagem, o disco vermelho difuso representa o coronógrafo, enquanto que o disco branco é uma máscara para comprimir o tamanho da imagem e reduzir a quantidade de dados desnecessários transmitidos.
Crédito: ESA e NASA/Solar Orbiter/equipa Metis; D. Telloni et al (2023)
Um alinhamento cósmico e um pouco de "ginástica" por naves espaciais proporcionaram uma medição inovadora que está a ajudar a resolver um mistério cósmico com 65 anos de existência: porque é que a atmosfera do Sol é tão quente?
A atmosfera do Sol é chamada de coroa. É constituída por um gás eletricamente carregado conhecido como plasma e tem uma temperatura de cerca de um milhão de graus Celsius.
A sua temperatura é um mistério persistente porque a superfície do Sol tem apenas cerca de 6000º C. A coroa deveria ser mais fria do que a superfície porque a energia do Sol provém do forno nuclear no seu núcleo e as coisas arrefecem naturalmente quanto mais se afastam de uma fonte de calor. No entanto, a coroa é mais de 150 vezes mais quente do que a superfície.
Deve haver outro método de transferência de energia para o plasma, mas qual?
Há muito que se suspeita que a turbulência na atmosfera solar pode resultar num aquecimento significativo do plasma na coroa. Mas quando se trata de investigar este fenómeno, os físicos solares deparam-se com um problema prático: é impossível recolher todos os dados de que necessitam com apenas uma nave espacial.
Há duas formas de investigar o Sol: deteção remota e medições in situ. Na deteção remota, a nave espacial é posicionada a uma certa distância e utiliza câmaras para observar o Sol e a sua atmosfera em diferentes comprimentos de onda. Para as medições in situ, a nave espacial voa pela região que pretende investigar e efetua medições das partículas e dos campos magnéticos nessa parte do espaço.
Ambas as abordagens têm as suas vantagens. A deteção remota mostra os resultados em grande escala, mas não os pormenores dos processos que ocorrem no plasma. Entretanto, as medições in situ fornecem informações altamente específicas sobre os processos em pequena escala no plasma, mas não mostram como estes afetam a grande escala.
Para obter a imagem completa, são necessárias duas naves espaciais. É exatamente isso que os físicos solares têm atualmente, sob a forma da nave espacial Solar Orbiter, operada pela ESA, e da Parker Solar Probe da NASA. A Solar Orbiter foi concebida para se aproximar o mais possível do Sol e ainda efetuar operações de deteção remota, juntamente com medições in situ. A Parker Solar Probe renuncia em grande parte à deteção remota do próprio Sol para se aproximar ainda mais para efetuar as suas medições in situ.
Mas para tirar o máximo partido das suas abordagens complementares, a Parker Solar Probe teria de estar dentro do campo de visão de um dos instrumentos da Solar Orbiter. Desta forma, a Solar Orbiter poderia registar as consequências em grande escala do que a Parker Solar Probe estava a medir in situ.
Daniele Telloni, investigador do INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) no Observatório Astrofísico de Turim, faz parte da equipa responsável pelo instrumento Metis da Solar Orbiter. O Metis é um coronógrafo que bloqueia a luz da superfície do Sol e tira fotografias da coroa solar. É o instrumento perfeito para utilizar nas medições em grande escala e, por isso, Daniele começou a procurar alturas em que a Parker Solar Probe estaria alinhada.
Descobriu que, a 1 de junho de 2022, as duas naves estariam na configuração orbital correta - quase. Essencialmente, a Solar Orbiter estaria a olhar para o Sol e a Parker Solar Probe estaria mesmo ao lado, tentadoramente perto, mas fora do campo de visão do instrumento Metis.
Infográfico da "medição bidirecional" efetuada conjuntamente pela Solar Orbiter e pela Parker Solar Probe.
Crédito: ESA/ATG, ESA e NASA/Solar Orbiter/Equipa Metis e D. Telloni et al. 2023
Ao analisar o problema, Daniele apercebeu-se de que bastava fazer um pouco de ginástica com a Solar Orbiter para que a Parker Solar Probe ficasse visível: uma rotação de 45 graus e apontando-a ligeiramente para longe do Sol.
Mas quando todas as manobras de uma missão espacial são cuidadosamente planeadas com antecedência, e as próprias naves espaciais são concebidas para apontar apenas em direções muito específicas, especialmente quando enfrentam o temível calor do Sol, não era claro que a equipa de operações da nave espacial autorizasse tal desvio. No entanto, uma vez que todos estavam cientes do potencial retorno científico, a decisão foi um claro "sim".
A Parker Solar Probe entrou no campo de visão e, em conjunto, as naves espaciais produziram as primeiras medições simultâneas da configuração em grande escala da coroa solar e das propriedades microfísicas do plasma.
"Este trabalho é o resultado das contribuições de muitas, muitas pessoas", diz Daniele, que liderou a análise dos conjuntos de dados. Trabalhando em conjunto, conseguiram fazer a primeira estimativa combinada, observacional e in situ, da taxa de aquecimento coronal.
"A capacidade de utilizar tanto a Solar Orbiter como a Parker Solar Probe abriu uma dimensão inteiramente nova nesta investigação", afirma Gary Zank, da Universidade do Alabama em Huntsville, EUA, coautor do artigo resultante.
Impressão de artista das sondas solares da ESA e da NASA. Não estão à escala e não ilustra uma configuração realista das duas missões.
Crédito: Solar Orbiter - ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe - NASA/Johns Hopkins APL
Ao comparar a taxa recentemente medida com as previsões teóricas efetuadas pelos físicos solares ao longo dos anos, Daniele demonstrou que os físicos solares tinham quase de certeza razão na sua identificação da turbulência como uma forma de transferência de energia.
A forma específica como a turbulência o faz não é muito diferente do que acontece quando se mexe a chávena de café da manhã. Ao estimular os movimentos aleatórios de um fluido, seja um gás ou um líquido, a energia é transferida para escalas cada vez mais pequenas, o que culmina na transformação da energia em calor. No caso da coroa solar, o fluido também está magnetizado, pelo que a energia magnética armazenada também está disponível para ser convertida em calor.
Esta transferência de energia magnética e de movimento de escalas maiores para escalas mais pequenas é a própria essência da turbulência. Nas escalas mais pequenas, permite que as flutuações interajam finalmente com partículas individuais, principalmente protões, e as aqueçam.
É necessário mais trabalho antes de podermos dizer que o problema do aquecimento solar está resolvido, mas agora, graças ao trabalho de Daniele, os físicos solares têm a sua primeira medição deste processo.
"Trata-se de uma estreia científica. Este trabalho representa um passo em frente significativo na resolução do problema do aquecimento coronal", afirma Daniel Müller, cientista do projeto.
Parker Solar Probe observa poderosa EMC a "aspirar" poeira interplanetária
No dia 5 de setembro de 2022, a Parker Solar Probe da NASA passou graciosamente por uma das mais poderosas ejeções de massa coronal (EMCs) alguma vez registadas - não só um feito impressionante de engenharia, mas também um enorme benefício para a comunidade científica. A viagem da Parker através da EMC está a ajudar a provar uma teoria com 20 anos sobre a interação das EMCs com a poeira interplanetária, com implicações para as previsões do clima espacial. Os resultados foram recentemente publicados na revista The Astrophysical Journal.
Um artigo científico de 2003 teorizou que as EMCs podem interagir com a poeira interplanetária em órbita da nossa estrela e até transportar a poeira para longe. As EMCs são imensas erupções da atmosfera exterior do Sol, ou coroa, que ajudam a criar condições meteorológicas espaciais que podem pôr em perigo os satélites, perturbar as comunicações e as tecnologias de navegação e até mesmo destruir as redes elétricas da Terra. Aprender mais sobre a forma como estes fenómenos interagem com a poeira interplanetária pode ajudar os cientistas a prever a rapidez com que as EMCs podem viajar do Sol para a Terra, prevendo quando é que o planeta poderá ver o seu impacto.
Impressão de artista da Parker Solar Probe da NASA.
Crédito: APL/NASA GSFC
A Parker observou agora este fenómeno pela primeira vez.
"Estas interações entre as EMCs e a poeira foram teorizadas há duas décadas, mas não tinham sido observadas até que a Parker Solar Probe viu uma EMC atuar como um aspirador, limpando a poeira do seu caminho", disse Guillermo Stenborg, astrofísico do JHUAPL (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) em Laurel, no estado norte-americano de Maryland, e principal autor do artigo. Este laboratório construiu e opera a nave espacial.
Esta poeira é constituída por partículas minúsculas de asteroides, cometas e até planetas, e está presente em todo o Sistema Solar. Um tipo de brilho ténue chamado luz zodiacal, por vezes visível antes do nascer ou depois do pôr-do-Sol, é uma manifestação da nuvem de poeira interplanetária.
A EMC deslocou a poeira até cerca de 9,6 milhões de quilómetros do Sol - cerca de um-sexto da distância entre o Sol e Mercúrio - mas foi reposta quase imediatamente pela poeira interplanetária que flutua pelo Sistema Solar.
As observações in situ da Parker foram fundamentais para esta descoberta, porque a caracterização da dinâmica da poeira no rasto das EMCs é um desafio à distância. De acordo com os investigadores, as observações da Parker podem também fornecer informações sobre fenómenos relacionados mais abaixo na coroa, tais como o escurecimento coronal causado por áreas de baixa densidade na coroa que aparecem frequentemente após a erupção de EMCs.
Os cientistas observaram a interação entre a EMC e a poeira como uma diminuição do brilho nas imagens da câmara WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) da Parker. Isto acontece porque a poeira interplanetária reflete a luz, amplificando o brilho onde a poeira está presente.
O instrumento WISPR (Wide Field Imagery for Solar Probe) da Parker Solar Probe observa a passagem da nave espacial por uma enorme ejeção de massa coronal no dia 5 de setembro de 2022. As ejeções de massa coronal são imensas erupções de plasma e energia da coroa solar que impulsionam o clima espacial.
Crédito: NASA/JHUAPL/NRL
Para localizar esta ocorrência de diminuição do brilho, a equipa teve de calcular o brilho médio de fundo das imagens WISPR em várias órbitas semelhantes - eliminando as variações normais de brilho que ocorrem devido às "streamers" solares e outras alterações na coroa solar.
"A Parker já orbitou o Sol quatro vezes à mesma distância, o que nos permite comparar muito bem os dados de uma passagem com a seguinte", disse Stenborg. "Removendo as variações de brilho devidas a deslocações coronais e outros fenómenos, conseguimos isolar as variações causadas pela redução de poeira."
Como os cientistas só observaram este efeito em relação ao evento de 5 de setembro, Stenborg e a equipa teorizam que a redução de poeira pode ocorrer apenas com as EMCs mais poderosas.
No entanto, o estudo da física por detrás desta interação pode ter implicações na previsão do clima espacial. Os cientistas estão apenas a começar a compreender que a poeira interplanetária afeta a forma e a velocidade de uma EMC. Mas são necessários mais estudos para compreender melhor estas interações.
A Parker Solar Probe completou a sua sexta passagem por Vénus, usando a gravidade do planeta para se aproximar ainda mais do Sol nas suas próximas cinco órbitas. Isto acontece quando o próprio Sol se aproxima do máximo solar, o período do ciclo de 11 anos do Sol em que as manchas solares e a atividade solar são mais abundantes. À medida que a atividade do Sol aumenta, os cientistas esperam ter a oportunidade de ver mais destes fenómenos raros e de explorar a forma como podem afetar o ambiente da Terra e o meio interplanetário.
Novas descobertas sugerem que a Lua pode ter menos água do que se pensava (via SwRI)
Uma equipa calculou recentemente que a maioria das regiões permanentemente à sombra da Lua têm, no máximo, cerca de 3,4 mil milhões de anos e podem conter depósitos de água gelada relativamente jovens. Os recursos hídricos são considerados fundamentais para a exploração sustentável da Lua e mais além, mas estas descobertas sugerem que as estimativas atuais para os gelos aprisionados são demasiado elevadas. Ler fonte
Os eletrões da Terra podem estar a formar água na Lua (via Universidade do Hawaii em Manoa)
Compreender as concentrações e distribuições de água na Lua é fundamental para entender a sua formação e evolução, e para fornecer recursos de água para futuras explorações humanas. Uma nova descoberta pode ajudar a explicar a origem da água gelada anteriormente descoberto nas regiões lunares permanentemente à sombra. Esta investigação descobriu que os eletrões altamente energéticos na folha de plasma da Terra (uma área de partículas carregadas aprisionadas na magnetosfera, uma área do espaço à volta da Terra controlada pelo campo magnético do planeta) estão a contribuir para os processos de erosão na superfície da Lua e que os electrões podem ter ajudado à formação de água na superfície lunar. Ler fonte
Álbum de fotografias NGC 7331 e Mais Além
(clique na imagem para ver versão maior)
Crédito: Ian Gorenstein
A grande e bela galáxia espiral NGC 7331 é muitas vezes apontada como análoga à nossa própria Via Láctea. A cerca de 50 milhões de anos-luz de distância na direção da constelação de Pégaso, NGC 7331 foi reconhecida ao início como uma nebulosa espiral e é na realidade uma das galáxias mais brilhantes não incluídas no famoso catálogo do astrónomo do século XVIII, Charles Messier. Tendo em conta que o disco da galáxia está inclinado para o nosso ponto de vista, as exposições telescópicas muitas vezes resultam numa imagem que evoca uma forte sensação de profundidade. O efeito é ainda mais acentuado nesta nítida imagem pelas galáxias que se encontram para além do deslumbrante universo-ilha. As galáxias de fundo mais proeminentes têm cerca de um-décimo do tamanho aparente de NGC 7331 e, por isso, estão cerca de dez vezes mais longe. O seu alinhamento próximo, no céu, com NGC 7331 ocorre apenas por acaso. Situando-se acima do plano da Via Láctea, este impressionante agrupamento visual de galáxias é conhecido por alguns como o Grupo Deer Lick.
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