Sondas da Nasa se aproximam da Lua para investigar sua origem

Duas naves espaciais idênticas da Nasa - a agência espacial americana - alcançarão a órbita lunar durante o fim de semana em uma missão destinada a estudar a estrutura subterrânea da Lua e tentar entender melhor a origem do satélite da Terra. A primeira nave, a Grail-A (Gravity Recovery and Interior Laboratory), começará a orbitar a Lua às 21h21 GMT (19h21 de Brasília) de 31 de dezembro, seguida pela Grail-B, que fará o mesmo em 1º de janeiro em torno de 22h05 GMT (20h05 de Brasília), informou a Nasa em um comunicado. "Essa missão permitirá rever todos os textos e artigos relativos à evolução da Lua", afirmou Maria Zuber, chefe de investigação da GRAIL do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, no nordeste dos Estados Unidos).

Segundo o instituto, testes recentes indicaram que as naves espaciais estão operando dentro da expectativa até o momento. As duas naves, que possuem o tamanho de uma máquina de lavar e foram avaliadas em 500 milhões de dólares cada, foram lançadas no dia 10 de setembro.

No início de março de 2012, as duas sondas espaciais não tripuladas enviarão sinais de rádio para que os cientistas possam criar um mapa de alta resolução do campo gravitacional da Lua, o que lhes permitirá entender melhor seu subsolo, assim como a origem de outros corpos do sistema solar. A missão deve estudar partes ainda inexploradas da Lua e analisar a hipótese de que havia uma segunda Lua em torno da Terra que se fundiu com a atual.

As duas sondas levaram três meses para percorrer os quase quatro milhões de quilômetros que nos separam da Lua, sendo que o trajeto normal tripulado leva em torno de três dias para chegar ao satélite. A trajetória maior permitiu aos cientistas testar os dispositivos das naves.

De acordo com os cientistas, a Lua se formou quando um objeto do tamanho de um planeta colidiu com a Terra, liberando uma grande quantidade de material que formou a Lua. Contudo, a forma como a Lua teria aquecido com o passar do tempo, criando um oceano de magma que mais tarde se cristalizou, ainda é um mistério, mesmo após as 109 missões realizadas desde 1959 para estudar a Lua, que levaram ao todo 12 astronautas para sua superfície.[Fonte: Terra]

Rotação da Terra é medida diretamente pela primeira vez

 O professor Schreiber ajusta o anel de laser usado para medir as mínimas variações no "gingado" da Terra. [Imagem: TUM/Carl Zeiss]

Anel de laser

Um grupo com pesquisadores da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, tornou-se a primeira equipe do mundo a detectar mudanças no eixo da Terra através de medições em laboratório.

Até hoje, os cientistas somente conseguiam rastrear as mudanças no eixo polar indiretamente, monitorando corpos celestes "fixos" no espaço com a ajuda de 30 radiotelescópios.

Para fazer uma medição direta, eles construíram o anel de laser mais estável do mundo, dentro de um laboratório subterrâneo, e o utilizaram para determinar as alterações na rotação da Terra.

Balanço de Chandler

A Terra oscila constantemente. Tal como um pião que é tocado enquanto gira, seu eixo de rotação oscila em relação ao espaço. Isto é em parte causado pela gravidade do Sol e da Lua.

Ao mesmo tempo, o eixo de rotação da Terra muda constantemente em relação à superfície da Terra.

Por um lado, isso é causado pela variação na pressão atmosférica, no movimento dos oceanos e no vento. Esses elementos se combinam em um efeito conhecido como oscilação de Chandler, ou balanço de Chandler, para criar o movimento polar. Levando o nome do cientista que o descobriu, esse fenômeno tem um período de cerca de 435 dias.

Por outro lado, um evento conhecido como o "balanço anual" faz com que o eixo de rotação mova-se ao longo de um período de um ano. Isto se deve à órbita elíptica da Terra em torno do Sol.

Estes dois efeitos fazem com que o eixo da Terra migre de forma irregular ao longo de uma trajetória circular, com um raio de até seis metros.

Medindo a rotação da Terra

Capturar esses movimentos é crucial para manter um sistema de coordenadas confiável - como o GPS (Estados Unidos), Galileo (Europa), Glonass (Rússia) ou Beidou (China) - que possa alimentar sistemas de navegação ou rotas em viagens espaciais.

"Localizar um ponto no centímetro exato de posicionamento global é um processo extremamente dinâmico - afinal, em nossa latitude [na Alemanha], estamos nos movendo em torno de 350 metros a leste por segundo," explica o Prof. Karl Ulrich Schreiber.

A orientação do eixo da Terra em relação ao espaço e sua velocidade rotacional são, atualmente, determinados em um processo complicado, que envolve 30 radiotelescópios ao redor do mundo.

Toda segunda-feira e quinta-feira, entre oito e 12 desses telescópios alternadamente medem a direção entre a Terra e quasares específicos.

Os cientistas assumem que estes núcleos de galáxias, que estão distantes demais de nós, nunca mudam de posição, podendo, portanto, ser usados como pontos de referência.

No entanto, eles começaram a não se satisfazer mais com tanta dificuldade e nem com a consideração da "fixidez" dos quasares. Começou então a construção do observatório geodésico Wettzell, na Alemanha.

 

 Conforme a Terra gira, dois feixes de laser - que formam o anel de laser - interferem um com o outro, registrando o movimento com muita precisão. [Imagem: TUM/FESG]

Laboratório geodésico
O laboratório é formado por dois feixes de laser em contra-rotação, que viajam em torno de uma rota quadrada, com espelhos nos cantos, que formam um circuito fechado - daí o nome anel de laser.
Quando o conjunto gira, a luz que roda no mesmo sentido tem de viajar mais do que a luz em contra-rotação. Isto causa uma interferência entre os dois feixes, que "ajustam" seus comprimentos de onda, fazendo com que a frequência óptica se altere.
Os cientistas podem usar essa diferença para calcular a velocidade rotacional do experimento.
Mas no laboratório Wettzell é a Terra que gira, não o anel de laser.
Para garantir que somente a rotação da Terra influencie os feixes de laser, a estrutura de quatro por quatro metros está ancorada em um pilar de concreto, que se estende por seis metros para dentro da rocha sólida da crosta terrestre.
A rotação da Terra afeta a luz de maneiras diferentes, dependendo da localização do laser no globo.
"Se estivéssemos em um dos pólos, a Terra e os eixos de rotação do laser estariam em completa sincronia, e sua velocidade de rotação iria resultar em uma relação 1:1," explica Schreiber. "Na linha do equador, no entanto, o feixe de luz nem notaria que a Terra está girando."
Os cientistas, portanto, têm de levar em consideração a posição do laser Wettzell no 49° grau de latitude.
Qualquer mudança no eixo de rotação da Terra se reflete nos indicadores de velocidade de rotação - o comportamento da luz, portanto, revela mudanças no eixo da Terra.

 Os cientistas precisam passar por um túnel de vinte metros, com cinco portas frigoríficas, para chegar até o laser. [Imagem: TUM/FESG]

Laboratório subterrâneo

"O princípio é simples," acrescenta Schreiber. "O maior desafio foi garantir que o laser se mantenha estável o suficiente para medirmos o fraco sinal geofísico sem interferência - especialmente ao longo de um período de vários meses."

Em outras palavras, os cientistas tiveram que eliminar quaisquer alterações na frequência que não resulte da rotação da Terra.

Isto inclui fatores ambientais, como pressão atmosférica e temperatura, o que exigiu uma placa de vitrocerâmica e uma cabine pressurizada.

Os pesquisadores montaram o anel de laser em uma placa de nove toneladas de Zerodur® [uma vitrocerâmica de aluminossilicato de lítio], utilizando também Zerodur para as vigas de apoio. Eles escolheram o Zerodur por ser um material extremamente resistente às mudanças de temperatura.

A instalação fica em uma cabine pressurizada, que registra mudanças na pressão atmosférica e temperatura (12 graus) e compensa automaticamente qualquer variação.

Os cientistas enfiaram o laboratório cinco metros abaixo do nível do solo para manter esses tipos de influência ambiental ao mínimo. Ele é isolado da superfície com camadas de Styrodur® e argila, e coberto por um aterro de quatro metros de altura.

Os cientistas precisam passar por um túnel de vinte metros, com cinco portas frigoríficas, para chegar até o laser.

Velocímetro da Terra

Sob estas condições, os pesquisadores conseguiram confirmar o balanço de Chandler e obter medições da oscilação anual compatíveis com os dados capturados pelos radiotelescópios.

Eles agora pretendem tornar o aparelho ainda mais preciso, o que permitirá determinar mudanças no eixo de rotação da Terra ao longo de um único dia.

Os cientistas também planejam tornar o anel de laser capaz de operar continuamente, para que ele possa funcionar por um período de anos sem qualquer desvio.

"Em termos simples," conclui Schreiber, "no futuro, nós queremos ser capazes de simplesmente descer lá no porão e ver o quão rápido a Terra está girando com precisão neste momento."[Fonte: Inovação Tecnológica]

 

Bibliografia:

How to detect the Chandler and the annual wobble of the Earth with a large ring laser gyroscope
Schreiber, K. U., Klügel, T., Wells, J.-P. R., Hurst, R. B., Gebauer, A.
Physical Review Letters
Vol.: 107, Nr. 17, EID 173904
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.173904

Estrelas antigas cheias de metais pesados intrigam astrônomos

Não está em uma galáxia muito distante, e sim na nossa própria Via Láctea, e chama a atenção dos astrônomos: um conjunto de estrelas antigas, datadas da “infância” de nossa galáxia, apresenta uma série de densos elementos químicos que os astrônomos só esperam encontrar em astros muito mais jovens.

As investigações sobre o assunto foram feitas por cientistas da Universidade de Copenhague (Dinamarca), a partir de análises em um observatório no sul do Chile. Eles programaram os equipamentos para detectar, nas estrelas, elementos como ferro, ouro, urânio e platina, entre outros metais.

Foi descoberto, dentro do conjunto de estrelas “fossilizadas” na periferia da Via Láctea, que entre 1% e 2% desses corpos celestes são compostos por grandes quantidades de ferro e outros elementos. Ainda não se sabe, no entanto, o motivo dessas ocorrências, já que o senso comum indicava tais estrelas como portadoras apenas de gases, e não metais em abundância.

As teorias para explicar o fenômeno remontam às origens do universo. Logo após o Big Bang, elementos básicos como hidrogênio e hélio formaram nuvens e se aglomeraram por força gravitacional, formando as primeiras estrelas.

Depois de não suportarem a própria massa e explodirem nas chamadas supernovas, as estrelas se reagrupavam com elementos mais pesados, como carbono, oxigênio e nitrogênio. A cada nova série de explosões, com o passar dos bilhões de anos, elementos ainda mais pesados foram se aglomerando. Por isso, sempre foram atribuídos a estrelas mais jovens.

Para explicar porque algumas estrelas antigas fogem a essa regra e contam com metais pesados na sua composição, a teoria mais aceita é simples. Parte das supernovas (as explosões) não deram origem a estrelas totalmente novas, mas sim a estrelas híbridas, que absorviam elementos leves e antigos junto com os pesados e novos.

Dessa forma, o comum seria observar estrelas velhas com gases e astros jovens com elementos pesados, mas sempre houve algumas “mistas”. E as tais estrelas mistas, formadas desde o princípio, são hoje antigas e não perderam os metais pesados adquiridos nas supernovas.

Outra teoria, também debatida, afirma que o processo de “metalização” das estrelas não se deu na formação proveniente das supernovas, mas sim da sua consequência: a explosão. Quando toneladas de elementos pesados são dispersos pelo espaço a partir de uma explosão, alguns deles acabam infiltrando-se em estrelas antigas e mudando a sua composição, o que as faz tomar a forma que apresentam hoje. Uma análise mais profunda dessa tendência, conforme explicam os astrônomos, pode dar ideias mais detalhadas sobre a origem da Via Láctea e do universo como um todo.[Fonte: Hypescience]

Esfera metálica de 6 quilos achada na Namíbia pode ter vindo do espaço

Uma bola metálica com pouco mais de 1 metro de diâmetro e 6 quilos caiu em uma região desabitada na Namíbia, país no sul da África. A imagem do artefato foi divulgada pelo National Forensic Institute nesta quarta-feira (21).

A bola foi achada a 750 quilômetros da capital Windhoek. Segundo o diretor de polícia forense local Paul Ludik, a esfera é feita de uma liga metática "conhecida pelo homem". Ele afirma que habitantes do vilarejo local escutaram várias pequenas explosões há cinco dias e encontraram o artefato agora.

Feita com dois hemisférios soldados, a esfera foi achada em uma cratera com 3,8 metros de diâmetro e 33 centímetros de profundidade.

Autoridades locais entraram em contato com as agências espaciais norte-americana (Nasa) e europeia (ESA) para tentar desvendar a origem do objeto. A Nasa já havia alertado no passado para o volume de entulho orbitando a Terra recentemente, todos a mais de 28 mil quilômetros por hora. Só até julho de 2011, eram 16.094 objetos catalogados girando ao redor do planeta.[Fonte: G1]

Foto divulgada pelo National Forensic Science Institute mostra uma bola metálica de pouco mais de 1 metro de diâmetro e 6 quilos que caiu na Namíbia, país localizado na África. (Foto: National Forensic Science / AFP)

Cientistas descobrem mais planetas

Os novos planetas têm 86,7% e 75,9% do raio da Terra e massas estimadas em 44% e 65% - Foto: AFP

Um dia depois de a Nasa anunciar a descoberta dos menores planetas já achados fora do Sistema Solar, cientistas apresentam nesta quinta-feira (22) um estudo sobre um par de planetas ainda mais diminutos. Os astros recém-descobertos, afirmam os astrônomos, são remanescentes de planetas gigantes que foram engolidos por sua estrela e depois cuspidos como caroços.

A descoberta foi feita com a análise de dados do mesmo telescópio espacial, o Kepler, mas por um grupo diferente, liderado pelo francês Stephane Charpinet. Os novos planetas têm 86,7% e 75,9% do raio da Terra e massas estimadas em 44% e 65%. A dupla nova tem órbita muito próxima de sua estrela-mãe e possui superfície quente demais para abrigar água líquida e vida.

O aspecto mais inusitado dos planetas é que no centro do sistema estelar que os abriga está KOI 55, estrela de idade avançada e que já passou pela fase em que se torna uma gigante vermelha.

É o mesmo destino previsto para o Sol, daqui a 5 bilhões de anos, quando o hidrogênio, combustível para a fusão nuclear em seu centro, começar a se esgotar. No passado, os planetas em torno de KOI 55, batizados apenas como .01 e .02, eram provavelmente astros com tamanhos similares aos de Júpiter e Saturno, os gigantes gasosos do Sistema Solar.

Quando a estrela começou a virar uma gigante vermelha, sua atmosfera estelar, ou envelope, começou a se expandir tanto que encobriu os dois planetas. Em estudo na edição de hoje da revista Nature, o grupo de Charpinet descreve o que acha que ocorreu após a estrela engolir os planetões. Esse astros, dizem, só acabaram engolfados na atmosfera estelar porque, apesar de ser grandes, tinham órbitas curtas, como a Terra.

Enquanto eles iam cavando seu caminho em meio ao envelope estelar, iam perdendo toda a camada exterior de gás e expelindo também o gás da atmosfera da gigante vermelha, fazendo-a perder massa, explicou Betsy Green, da Universidade do Arizona, astrônoma que participou do estudo.

"Se os planetas já fossem pequenos naquela época, provavelmente não teriam sobrevivido. Só existem hoje porque começaram com uma quantidade de massa grande antes de sofrer atrito."

A vingança dos planetas é que eles próprios acabaram varrendo para fora a atmosfera da gigante vermelha, e KOI 55 pode ter perdido mais de 50% de sua massa. Agora ela é uma estrela da classe das sub-anãs quentes tipo B, que possuem um núcleo de hélio inerte e geram energia por fusão nuclear em camadas mais exteriores.

A descoberta dos planetas ocorreu meio por acaso. Charpinet e Green começaram a observar a KOI 55 para entender os modos de vibração da estrela, que exibe movimentos similares aos terremotos da Terra. A vibração causa oscilações no brilho que podem revelar propriedades da estrela, como sua massa e seu raio.[Fonte: UOL]

Nasa encontra 2 planetas com o tamanho da Terra

Os astrônomos da missão Kepler da Nasa (agência espacial americana) anunciaram nesta terça-feira a descoberta de dois planetas do tamanho da Terra que orbitam em torno de uma estrela distante, e classificaram a descoberta como "um marco na busca de mundos extraterrestres".

Os dois planetas, batizados de "Kepler-20e" e "Kepler-20f", são os primeiros de tamanho parecido ao da Terra orbitando uma estrela fora de nosso Sistema Solar. Um deles tem diâmetro 3% menor que o da Terra, enquanto o outro é 3% maior.

"Após quase três anos, o observatório orbital Kepler confirmou a existência de planetas que orbitam estrelas", disse em teleconferência Nick Gautier, do Laboratório de Propulsão da Nasa em Pasadena, estado americano da Califórnia.

Dado que os dois planetas orbitam muito perto da estrela, os pesquisadores acham que, devido às altas temperaturas, não são capazes de sustentar vida. No entanto, a descoberta aproxima os cientistas a sua meta de achar um planeta similar à Terra e que seja habitável.

Ambos os planetas orbitam a estrela Kepler-20, um astro classificado como tipo G, levemente mais frio que o Sol e situado a quase mil anos-luz da Terra. Os pesquisadores acreditam que esses planetas têm composição rochosa, de modo que suas massas devem ser entre 2,7 menos e 3 vezes maiores que a massa da Terra.

O "Kepler-20f" completa sua órbita a cada 19,6 dias, a uma distância de 16,6 milhões de quilômetros. Estas órbitas tão reduzidas provocam temperaturas planetárias entre 760 e 430 graus Celsius, o que torna quase impossível a existência de água líquida nos planetas.

Já o "Kepler-20e" orbita sua estrela a cada 6,1 dias, a uma distância de 7,6 milhões de quilômetros, isto é, quase 20 vezes mais perto de seu astro que a Terra, que orbita o Sol a cerca de 150 milhões de quilômetros.

"Cruzamos um limite: pela primeira vez, detectamos planetas menores que a Terra em torno de outra estrela", disse o cientista François Fressin, do Centro Harvard Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, estado americano de Massachusetts.

"Provamos que existem planetas como a Terra em torno de outras estrelas e, mais importante ainda, provamos que a humanidade pode detectá-los", acrescentou. "É o começo de uma era".

Os pesquisadores já identificaram mais de 700 planetas fora do Sistema Solar. Desde seu lançamento em março de 2009, o telescópio Kepler localizou 2.326 possíveis planetas e confirmou a existência de 28.

"Durante as últimas duas décadas, ficou claro que, no final, os astrônomos atingiriam esta meta, mas também é fantástico saber que foi possível a detecção", disse o astrônomo Greg Laughlin, da Universidade da Califórnia, em mensagem eletrônica. EFE [Fonte: Yahoo]

Buracos negros ressuscitam e espantam astrônomas

Buraco negro galáctico com emissão interrompida, em seus últimos suspiros.[Imagem: Aurore Simonnet/Sonoma State University]

O retorno do buraco negro

Uma equipe de investigadores do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, em Portugal, detectou um tipo raro de galáxias ativas (AGNs), simultaneamente com características de AGNs jovens e de antigas.

Acredita-se que esta aparente discrepância seja devida a uma espécie de "religação" da atividade do buraco negro central.

A descoberta ocorreu por acaso quando a equipe, composta essencialmente por astrônomas portuguesas, partiu de um catálogo de mais de 13 mil enxames de galáxias na banda de rádio, à procura de uma conexão entre as galáxias ativas e os respectivos enxames de galáxias.

"O nosso projeto inicial era estudar radiogaláxias em enxames. Por sorte, encontramos oito fontes de rádio com estruturas extensas (com jatos e lóbulos visíveis na banda rádio) que não apareciam na banda do visível, o que estranhamos," explica a coordenadora do estudo, Mercedes Filho. "Decidimos por isso alargar o projeto inicial e seguir o rastro dessas estranhas radiogaláxias."

Espectros

Para obter mais detalhes sobre as galáxias, estes oito objetos foram observados na banda do infravermelho pelo observatório VLT, do ESO.

Isto permitiu à equipe detectar as "galáxias-mãe", isto é, as galáxias que deram origem às extensas estruturas observadas na faixa de rádio.

Ao comparar os espectros destes objetos com modelos conhecidos de galáxias, a equipe concluiu que se trata de objetos muito raros - galáxias com características tanto de AGNs ativas (ainda emitindo jatos de matéria) como de AGNs inativas (onde essa emissão já terminou).

Esta aparente discrepância pode ser explicada, segundo as astrônomas, com uma "reativação relativa e recente da AGN", devido a uma maior disponibilidade de material para alimentar o buraco negro central.

Em geral, quando um buraco negro está ativo, ele produz um jato ao longo do eixo de rotação da galáxia. Este jato pode viajar grandes distâncias, produzindo lóbulos visíveis na banda de rádio.

Quando o buraco negro não está ativo, o jato cessa, mas os lóbulos podem persistir durante muito tempo.

Energia nova

No caso dos buracos negros "renascidos", a emissão original teria sido interrompida em algum ponto no passado, e o material emitido foi-se dissipando, dando origem aos lóbulos que emitem na banda de rádio.

Só que, segundo Mercedes, "os nossos objetos mostram lóbulos no rádio, sinal de um ciclo de atividade no passado, mas o espectro nos diz que o buraco negro e os jatos foram recentemente reativados."

Mais recentemente o buraco negro teria ficado com novo material à sua disposição (por exemplo, proveniente de instabilidades próprias do disco de matéria que o circunda, ou da interação com outras galáxias), dando origem à nova emissão, que começou antes dos lóbulos iniciais se desvanecerem.

A equipe vai agora efetuar novas observações, na banda dos raios gama e de rádio, procurando indícios diretos da presença de um jato jovem e do reacendimento recente do buraco negro central.[Fonte: Inovação Tecnológica]

Bibliografia:

Optically Faint Radio Sources: Reborn AGN?

M. E. Filho, J. Brinchmann, C. Lobo, S. Antón

Astronomy & Astrophysics

December 2011

Vol.: 536, A35

DOI: 10.1051/0004-6361/201117834

A&A Volume 536, December 2011 (DOI: 10.1051/0004-6361/201117834)