A espetacular explosão azul de Marte

Estamos tão acostumados a ver a ferrugem do planeta vermelho que é difícil de reconhecer que esta é a superfície de Marte. Esta cratera de impacto causou uma explosão tão grande que arrancou material sob a superfície espalhando-o a uma distância de até 15 km, apesar da cratera ter cerca de 30m de diâmetro. A foto foi feita em 2012 pela sonda MRO, da Nasa, que orbita o planeta a 2.500km de altitude. Ela teve suas câmeras inauguradas em 2006 e ainda está funcional. Estima-se que o impacto na superfície marciana ocorreu em 2010.

Empresa privada pretende lançar espaçonave em 2016

A Sierra Nevada Corporation (SNC) anunciou que sua nave espacial será lançada em 1º de novembro de 2016, mas sem tripulantes. O primeiro lançamento tripulado está planejado para 2017. As informações são do site Mashable. A empresa fez um acordo com a United Launch Alliance, uma companhia que presta serviços de lançamentos espaciais para o governo americano. A nave da SNC será lançada por um foguete Atlas V de Cabo Canaveral. A SNC está entre as três empresas que receberam US$ 1,1 bilhão há dois anos da Nasa para desenvolver espaçonaves para levar astronautas ao espaço. Atualmente, os Estados Unidos têm que recorrer à Rússia para levar ao espaço seus homens (pagando mais de US$ 70 milhões por assento), já que o programa dos ônibus espaciais chegou ao fim. As outras companhias que receberam a verba são a Boeing e SpaceX (sendo que esta já leva cargas para a Estação Espacial Internacional). O programa da Nasa está entrando em sua fase final, que resultará em um contrato com a companhia vencedora para levar os astronautas à Estação Espacial.

Nova técnica para medir massa de exoplanetas

Até o momento, os cientistas detectaram a existência de mais de 1.000 exoplanetas em órbita de outras estrelas que não o nosso Sol. Para determinar se estes mundos distantes são habitáveis, precisamos de saber a sua massa - o que pode ajudar os cientistas a discernir se o planeta é feito de gás ou rocha e outros materiais de apoio à vida. Mas as técnicas atuais para estimar a massa exoplanetária são limitadas. A velocidade radial é o principal método usado pelos cientistas: pequenas oscilações na órbita da estrela à medida que é puxada pela força gravitacional do planeta, a partir das quais os cientistas podem derivar a relação de massa entre o planeta e a estrela. Para planetas muito grandes, com o tamanho de Netuno, ou mais pequenos como a Terra orbitando muito próximo de estrelas brilhantes, a velocidade radial funciona relativamente bem. Mas a técnica tem menos sucesso com planetas mais pequenos que orbitam mais longe das suas estrelas, tal como a Terra.

 

Agora, cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveram uma nova técnica para determinar a massa de exoplanetas, usando apenas o seu sinal de trânsito, diminuições na luz à medida que um planeta passa em frente da sua estrela. Esta informação tem sido tradicionalmente usada para determinar o tamanho de um planeta e suas propriedades atmosféricas, mas a equipe do MIT descobriu uma maneira de interpretá-la de tal forma que também revela a massa do planeta. Além da composição de um planeta, a sua massa pode fornecer um vislumbre da superfície do planeta e da sua atividade interna. A massa afeta tudo a um nível planetário, tal como placas tectônicas, o seu arrefecimento interno e convecção, o modo como gera campos magnéticos, e se o gás escapa da sua atmosfera.

 

Usando grandes telescópios como o Spitzer ou o Hubble, os cientistas foram capazes de analisar o espectro de transmissão de exoplanetas recém-descobertos. Um espectro de transmissão é gerado à medida que um planeta passa em frente da sua estrela, deixando escapar um pouco de luz pela sua atmosfera. Ao analisar os comprimentos de onda de luz que passam pela atmosfera, os cientistas conseguem determinar as propriedades atmosféricas de um planeta, tais como a temperatura e a densidade de moléculas. Da quantidade total de luz bloqueada, podem calcular o tamanho de um planeta.

 

Para determinar a massa de um exoplaneta usando espectroscopia de transmissão foi utilizado o efeito que a massa de um planeta tem na sua atmosfera, pois os espectros de transmissão dão informações sobre as propriedades atmosféricas do planeta. Para tal, trabalhou a partir de uma equação padrão que descreve o efeito da temperatura, força gravitacional e densidade atmosférica de um planeta sobre o seu perfil de pressão atmosférica, o modo como a pressão muda ao longo da sua atmosfera. De acordo com esta equação, sabendo qualquer destes três parâmetros revelaria o quarto parâmetro. Dado que a massa de um planeta pode ser derivada a partir da sua força gravitacional, a massa de um planeta por ser derivada a partir da sua temperatura atmosférica, perfil de pressão e densidade, parâmetros que, em princípio, podem ser obtidos a partir de um espectro de transmissão.

 

Para provar que a temperatura, perfil de pressão e densidade atmosférica de um planeta podem ser derivadas de forma independente a partir de um espectro de transmissão, foi demonstrado que cada parâmetro tem um efeito marcante num espectro de transmissão. Os pesquisadores realizaram novas derivações analíticas a partir dos primeiros princípios de transferência radiativa, e descobriu uma constante matemática do século XVIII, com o nome de constante Euler-Mascheroni, que ajuda a revelar os efeitos individuais de cada parâmetro. Esta constante atua como uma "chave de encriptação" para descodificar o processo pelo qual as propriedades da atmosfera de um planeta são incorporadas no seu espectro de transmissão.

 

Para testar o método foi aplicada a técnica a um exoplaneta recém-descoberto, conhecido como HD 189733 b, localizado a 63 anos-luz de distância. Com os cálculos foi obtida a mesma medição de massa como a realizada por outros usando a velocidade radial. Usando as especificações dos futuros telescópios espaciais de alta resolução, como o Telescópio Espacial James Webb, um instrumento concebido para estudar atmosferas exoplanetárias, os pesquisadores mostraram que a nova técnica será capaz de caracterizar a massa e propriedades atmosféricas de planetas mais pequenos, do tamanho da Terra.

8 fotos do LHC, o maior acelerador de partículas do mundo

Conheça o Grande Colisor de Hádrons, onde os cientistas se esforçam em busca de descobertas e respostas para as lacunas da física moderna

 

O Grande Colisor de Hádrons

O LHC, o Grande Colisor de Hádrons, do CERN (Centro Europeu de Pesquisa Nuclear), é considerado o maior acelerador de partículas do mundo. É nele onde os cientistas se esforçam em busca de descobertas e respostas para as lacunas da física moderna. O LHC é uma estrutura subterrânea sob a fronteira franco-suíça, com 27 quilômetros de perímetro, enterrado 100 metros abaixo do solo. Apesar de acontecerem outros experimentos no acelerador, o que mais chama atenção atualmente é a pesquisa relacionada ao Bóson de Higgs, também conhecido como Partícula de Deus.

 

Caverna do LHC 

Atualmente, acontecem quatro experimentos no acelerador: Alice, que promove colisões entre íons de chumbo para criar condições de energia parecidas com o Big Bang; Atlas, que pode detectar a existência de outras famílias de partículas; CMS, um detector de propósitos múltiplos, como procurar dimensões extras do espaço; e LHCb, que investiga a diferença entre matéria e antimatéria. Nessa imagem, por exemplo, é possível ver a caverna do LHCb. É nesse local onde ficam as instalações do acelerador. O LHCb é um detector de partículas altamente especializado e elaborado de maneira específica para analisar essas partículas de vida curta e sua consequente deterioração. Portanto, o objetivo é desafiar as regras fundamentais e ajudar a estabelecer as bases da física moderna.

 

A simulação do Big Bang

No LHC é possível simular as condições do Big Bang, explosão que teria dado origem ao Universo há mais de 14 bilhões de anos. Isso porque, segundo a teoria moderna do Modelo Padrão, o Bóson de Higgs e o campo energético a ele associado foram responsáveis por conferir massa à matéria após o Big Bang. O Modelo Padrão descreve a matéria comum, da qual os planetas, estrelas, cometas, humanos e basicamente tudo o que é visível, são feitos. Ainda assim, isso só corresponde a 4% do universo. O Restante, 96%, é invisível – as chamadas matéria e energia escuras.

 

O túnel do LHC

O acelerador é capaz de colidir partículas, como prótons, quando dois feixes de energia são disparados em direções opostas. Assim, há como testar os limites desse Modelo Padrão e procurar pelas partículas que ainda não foram encontradas. Nessa foto, é possível ver parte do túnel que compõe a estrutura do anel do LHC. Por ele, os feixes de partículas são acelerados em uma velocidade muito próxima a da luz.

 

O Bóson de Higgs 

O Bóson de Higgs foi proposto há mais de 40 anos para explicar a origem das massas das partículas. Os cientistas sugeriram que todas as partículas não possuíam massa logo após o Big Bang. Conforme o cosmos esfriou, um campo de força invisível, o “campo de Higgs”, se formou com seus respectivos bósons (um tipo de partícula subatômica). O campo permanece no cosmos e qualquer partícula que interaja com ele recebe uma massa através dos bósons. Quanto mais interagem, mais pesadas se tornam.

 

Central de Computadores 

Após as colisões no LHC, uma enorme quantidade de dados é examinada por um exército de computadores. Os físicos vasculharam sistematicamente durante anos uma gama de massas dentro da qual o Bóson de Higgs deveria existir, por exemplo. Como decaí muito rapidamente, a partícula não pode ser observada diretamente, e os cientistas analisam vários canais possíveis de decaimento no acelerador.

 

Nível de energia 

Além disso, em busca dessas partículas, o LHC busca aprimorar seu sistema e aumentar o nível de energia. Em abril, por exemplo, o LHC conseguiu operar a 8 TeV (Um elétron volt (eV) é a energia adquirida por um elétron quando acelerado por meio de uma diferença de potencial de 1 volt por feixe). O nível foi muito superior ao anunciado em fevereiro, quando o LHC voltou a funcionar após dois meses de pausa. Durante os últimos dois anos, os feixes de prótons colidiam com energias de 3,5 TeV. Para alcançar esse nível de 8 TeV, o acelerador conseguiu colidir dois feixes de 4 TeV.

Pausa no fim do ano 

Steven Myers, um dos diretores de aceleradores e tecnologia no CERN, declarou que o bom funcionamento do LHC com um alto nível de energia apontou que é possível confiar no acelerador e aumentar sua potência, sem qualquer risco para a máquina. Assim, aumentam as chances de grandes descobertas serem feitas com ajuda do acelerador, cada vez mais potente. No fim de 2012, o LHC vai parar de funcionar por 20 meses a fim de ser preparado para operar com energia máxima para a qual foi desenvolvido. Porém, as pesquisas dos físicos não param. Enquanto peças são substituídas e o acelerador é aprimorado, os cientistas continuarão a análise de dados em busca de novas descobertas.

As nuvens de hidrogênio de M33

Crédito de imagem e direitos autorais: Adam Block, MT. Lemmon SkyCenter, U. Arizona

A maravilhosa galáxia espiral M33 parece ter mais do que seu brilho provocado pelo gás hidrogênio. Um membro proeminente do grupo local de galáxias, a M33 é também conhecida como a Galáxia do Triângulo e localiza-se a aproximadamente 3 milhões de anos-luz de distância da Terra. Seus 30000 anos-luz de diâmetro internos são mostrados nesse retrato telescópico da galáxia que realça as nuvens de hidrogênio ionizado avermelhadas ou as regiões conhecidas como HII. Espalhando-se ao longo de seus braços espirais que circundam em direção ao centro, as gigantescas regiões HII da M33, são consideradas como sendo um dos maiores berçários estelares conhecidos, ou seja, os locais onde se formam estrelas de vida extremamente curta porém muito massivas. A intensa radiação ultravioleta gerada pelas estrelas luminosas e massivas ioniza o gás hidrogênio ao redor e produz o característico brilho avermelhado observado. Para realçar essa imagem, dados de banda larga foram usados para produzir uma visão colorida da galáxia e foram combinados com dados de banda curta por meio de um filtro de hidrogênio-alfa, transmitindo a luz das linhas mais fortes de emissão de hidrogênio. Abaixo está uma versão monocromática da imagem acima e um vídeo que faz uma verdadeira turnê pelas nuvens de hidrogênio da galáxia espiral M33.

Supernovas mais brilhantes e distantes do Universo

© Universidade Harvard (ilustraçao de uma supernova superluminosa)

 

Duas supernovas recém-descobertas são especialmente intrigantes porque o mecanismo que aciona o colapso de uma estrela gigante para um buraco negro ou estrela de nêutrons normais não pode explicar sua luminosidade extrema. Descoberto em 2006 e 2007, as supernovas foram tão incomum que os astrônomos inicialmente não conseguia descobrir o que eram ou mesmo determinar suas distâncias da Terra. Astrônomos do Supernova Legacy Survey (SNLS) descobriram duas das supernovas mais brilhantes e mais distantes já registradas, com redshifts de 0,1-4 e localizadas a 10 bilhões de anos-luz de distância e uma centena de vezes mais luminosa do que uma supernova normal. Elas irrdiam uma potência de 10⁵² ergs por segundo.

 

"No começo, não tínhamos idéia de que essas coisas eram, mesmo se elas eram supernovas ou se elas estavam em nossa galáxia ou distantes", disse o principal autor D. Andrew Howell, um cientista da equipe do Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT) e professor adjunto na Universidade de Santa Barbara. As supernovas superluminosas recém-descobertas são denominadas SNLS 06D4eu e SNLS 07D2bv. A SNLS-06D4eu, é a mais distante e, possivelmente, o membro mais luminoso de uma classe emergente de explosões chamada de supernovas superluminosas, uma subclasse especial de supernovas que não têm hidrogênio. As supernovas superluminosas são tão quentes que o pico da emissão de luz está na região ultravioleta do espectro.

 

Por causa do bloqueio da luz ultravioleta pela atmosfera da Terra, elas nunca tinham sido totalmente observadas antes. O novo estudo descobriu que as supernovas estão provavelmente provendo energia pela criação de um magnetar, uma estrela de nêutrons extremamente magnetizado girando centenas de vezes por segundo. Magnetares têm a massa do Sol embalada em uma estrela do tamanho de uma cidade e possuem campos magnéticos de uma centena de trilhões de vezes ao da Terra.

 

Enquanto várias destas supernovas superluminosas foram vistas desde que foram anunciadas pela primeira vez em 2009, e a criação de um magnetar tinha sido postulada como uma possível fonte de energia, o trabalho de Howell e seus colegas é o primeiro a combinar observações detalhadas para modelos de que tal explosão pode parecer. Os modelos consistem do decaimento do ⁵⁶Ni e interação com o material circunstelar, mas os pesquisadores consideraram a criação de um magnetar com um período de 2 ms, um campo magnético de 2 × 10¹⁴ G (gauss), e um progenitor com 3 M_☉ (massas solares) fornece um melhor ajuste aos dados.

Dragão cósmico dá um novo sopro de vida no céu noturno

Se de algum modo conseguir enganar as leis da física e viajar mais rápido que a velocidade da luz, seriam necessários 160 mil anos para alcançar o objeto desta fotografia! Esta imagem explora nuvens coloridas de gás e poeira conhecidas por Nebulosa Cabeça de Dragão. As distâncias entre as estrelas é tão grande que se usarmos milhares de quilómetros como unidade de medida, os números tornar-se-ão muito grandes. Como exemplo, a estrela mais próxima do nosso sistema solar encontra-se a 38.000.000.000.000 quilómetros de distância!

 

E isto é a estrela mais próxima. Existem estrelas que estão milhares de milhões de vezes mais distantes. Ninguém quer escrever ou ler números com 20 dígitos!

Então para medirmos distâncias no espaço usamos uma unidade de medida diferente: o tempo que um raio de luz leva a viajar. Quando viaja através do espaço a luz move-se a uma velocidade de quase 300.000 quilómetros por segundo. Nada no universo conhecido viaja mais rápido que a luz.

 

Se de algum modo conseguir enganar as leis da física e viajar mais rápido que a velocidade da luz, seriam necessários 160 000 anos para alcançar o objeto desta fotografia! E esta nuvem está dentro de uma das vizinhas mais próximas da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães. Esta nova imagem explora nuvens coloridas de gás e poeira chamadas NGC 2035 (que podem ver-se à direita) também conhecidas por Nebulosa Cabeça de Dragão. As coloridas nuvens de gás e poeira estão cheias de estrelas quentes recém nascidas que fazem estas nuvens brilhar. São também regiões onde as estrelas terminaram as suas vidas como supernovas em terríveis esplendores de glória.

 

Olhando para esta imagem, pode ser difícil captar o tamanho destas nuvens; à distância que a luz percorre durante um ano chamamos “ano-luz” e cada uma destas nuvens está a algumas centenas de anos luz! A Grande Nuvem de Magalhães é enorme, mas quando comparada com a nossa galáxia parece muito humilde, alcançando apenas uns 14 000 anos-luz, o que a torna cerca de dez vezes mais pequena que a Via Láctea!

Curiosidade: Se olhar para o céu noturno estrelado, o objeto mais distante que consegue ver a olho nu é a Galáxia de Andrómeda, que está a cerca de dois milhões e meio de anos-luz de distância! Pense o quão grande deve ser, para estar tão distante e no entanto ser suficientemente brilhante para ser vista sem telescópio!