Nova técnica para medir massa de exoplanetas

clique para ampliar

ilustração do espectro de transmissão de um planeta

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.

Fonte: Science e Cosmo Novas

Uma breve história da origem do sistema solar

Segundo o conhecimento atual.

O universo tinha cerca de bilhões de anos. Nossa galáxia a Via láctea, ou partes dela, já existia há uns 8 bilhões de anos, quase tão velha quanto o próprio cosmo. Uma profusão de estrelas nasciam e morriam. No meio da confusão, uma nuvem de gás gigantesca, consistindo principalmente de hidrogênio e hélio, flutuava em torno do vazio do espaço em torno de si mesma. De repente uma estrela vizinha chegou ao fim de sua vida normal. Nos seus estertores passou a fundir os elementos químicos mais pesados da tabela periódica a um ritmo frentetico. pulsou dramaticamente algumas vezes ate explodir com enorme violência, uma supernova,  jorrando suas entranhas pelas distância siderais. A onda de choque colidiu com a nuvem de hidrogênio semeando-a com a química da vida - carbono, nitrogênio, sódio, ferro... e causando seu colapso. A própria gravidade da nuvem forçou-a a contrair-se, enquanto continuava a girar em  torno de si mesma. Aos poucos foi-se alongando no equador e achantando-se nos polos, tomando a forma de um disco, enquanto a maior parte do material foi concentrando-se no centro. Com o acumulo de matéria na região central, o hidrogênio lá foi exprimido e sua temperatura e pressão aumentaram. Quando a temperatura atingiu 15 milhões de graus, a fusão nuclear de hidrogênio em hélio começou, liberando uam enorme quantidade de energia em radiação e neutrinos. Essa energia contrabalançou a implosão gravitacional da massa: desse equilibrio  entre implosão e explosão nasceu uma estrela, nosso sol.

Em torno dela, dispersada no plano do disco como uma especie de pizza cósmica, a matéria foi se concentrando em pequenos bólidos, os ancestrais dos planetas. Aqueles mais distantes do centro, onde era mais frio coletaram fragmentos de gases congelados que existiam em abundância e cresceram mais rapidamente: Netuno, Urano, Saturno e júpter. Os mais perto do centro formaram principalmente de material rochoso, já que os gases evaporaram: Marte, Terra, Vênus, Mercúrio. O material que não foi coletado nos planetoides acabou por acumular-se na forma de cinturão circundando o Sol. Entre Marte e Júpiter encontra-se o cinturão de asteroides, a fronteira entre os planetas rochosos e os gigantes gasosos. Além de Netuno encontram-se as bolas de gelo e poeira do cinturão de Kuiper, a casa de alguns cometas de período curto e de Plutão, que hoje é considerado um planeta anão; mais distante ainda, encontra-se a nuvem de Oort, a casa de trilhões de bolas gelo e poeira, o berçário dos cometas. A Terra, a terceira pedra em torno do sol, tinha uma posisão privilegiada : se fosse um pouco mais longe seria fria demais; um pouco mais próxima quente demais. As condições perfeitas para existir água em abundância  e a química da vida se desenvolver.

A origem da vida é uma questão complexa, multifacetada. Temos que dividi-la em varias partes, cada uma exibindo uma riqueza inimaginável de ideias e possibilidades.

Texto de Marcelo Gleiser do livro Criação Imperfeita

A teoria do buraco branco

Bom , você já deve conhecer os Buracos Negros que sugam toda matéria e luz existentes ao seu redor, mas e de Buracos Brancos?

Em Astrofísica, Buraco branco é um objeto teórico previsto pela teoria da relatividade, e apesar de serem  matematicamente viáveis,  não tem comprovação por observação ou experimento se eles existem. 

Seriam o outro lado de um buraco negro,  um tipo de “túnel” que conecta dois lados opostos do espaço sideral, se algo entrar em uma das extremidades do “canal” chegará imediatamente à outra parte. É como se a matéria que entra em um buraco negro saísse do outro lado no buraco branco. Então, ao contrario do buraco negro que suga tudo a sua volta, no buraco branco nada pode cair, ele expeli a matéria.

Alguns autores sugerem sua existência no centro de “galáxias em explosão”.  Outras teorias foram levantadas: se existirem outros Universos, é possível que a matéria “sugada” por um buraco negro em um Universo X seja expelida por um buraco branco em outro Universo Y. Entretanto, nada disso foi comprovado. Se os buracos brancos realmente existem, provavelmente são imperceptíveis ou insignificantes. Ou se autodestruam, a matéria expelida se unificaria gravitacionalmente e entraria em colapso, formando um buraco negro que engoliria o buraco branco.

Aglomerados estelares com mais nitrogênio

Clique para ampliar

A imagem acima mostra os aglomerados globulares localizados no halo de galáxia.

Estrelas de idade e composição distintas formam os mais antigos agrupamentos de matéria das galáxias.

Surgidos entre 12 e 10 bilhões de anos atrás, os sistemas estelares mais antigos ainda existentes na Via Láctea e outras galáxias são enormes agrupamentos de matéria que reúnem centenas de milhares de estrelas. Na Via Láctea são conhecidos em torno de 160 sistemas desse tipo, distribuídos sob a forma de um halo em torno da galáxia. Denominadas tecnicamente aglomerados globulares, tais formações podem guardar a chave para a compreensão de alguns dos mistérios do Universo primordial. Até o final da década passada, a ideia corrente entre os astrofísicos era a de que todas as estrelas de um aglomerado teriam se formado de uma só vez e, basicamente, com a mesma composição química. Observações mais recentes, no entanto, lançaram dúvidas sobre esse modelo ao mostrarem que há em certos aglomerados globulares várias gerações de estrelas, com distintas idades e diferentes abundâncias de certos elementos da tabela periódica. Em outras palavras, o processo de formação dos aglomerados não deve ter sido tão simples como se cogitou no passado. Um artigo científico publicado em 10 de outubro na revista Astrophysical Journal Letters pelo astrofísico brasileiro Ricardo Schiavon, professor da Universidade John Moores de Liverpool, Inglaterra, reforça essa suspeita atual.

No trabalho, Schiavon apresenta uma espécie de lei que parece reger a dinâmica envolvida no surgimento dos aglomerados: quanto maior for a massa desse tipo de formação, maior a quantidade de nitrogênio presente em suas estrelas. Tal correlação é interpretada como uma evidência de que realmente existem várias gerações de estrelas dentro dos aglomerados e de que as populações estelares mais jovens são mais ricas em nitrogênio do que as mais antigas. “Pela primeira vez estabeleceu-se de maneira sólida uma correlação empírica entre um parâmetro global dos aglomerados globulares, como a sua massa, e a composição química das suas estrelas”, diz Schiavon.

“Essa ligação sugere fortemente que os aglomerados de fato sofreram uma evolução química intrínseca.” Com o passar do tempo, o meio interestelar dos aglomerados, constituído de poeira e gás, deve ter se tornado mais rico em nitrogênio, produzido e ejetado pelas primeiras gerações de estrelas ali formadas, e a maior quantidade desse elemento foi progressivamente incorporada à composição das populações subsequentes de estrelas surgidas no interior desses sistemas.

Ao lado de colegas dos Estados Unidos e Canadá, o brasileiro encontrou essa correlação depois de ter medido a luz integrada, a luminosidade média de todas as estrelas de 72 aglomerados de Andrômeda (M31), a maior galáxia espiral situada nas proximidades da Via Láctea. Além de estudar a abundância de nitrogênio, os pesquisadores analisaram as quantidades de carbono, ferro, magnésio e cálcio nos aglomerados. Mas, nesses casos, não encontraram uma conexão clara entre massa e qualquer um desses elementos. Embora os aglomerados de nossa própria galáxia estejam muito mais próximos, os pesquisadores optaram por trabalhar com a galáxia vizinha.

“Em certo sentido, é mais fácil estudar os aglomerados de Andrômeda do que os de nossa galáxia porque não precisamos olhar em meio a uma floresta de estrelas situadas no “primeiro plano” da nossa visão”, diz o astrofísico Charlie Conroy, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, coautor do trabalho. “Mas os resultados que encontramos devem valer para aglomerados de quaisquer galáxias, inclusive a Via Láctea.”

O nitrogênio é sintetizado em grande quantidade por estrelas de porte intermediário, com massa de quatro a oito vezes maior do que a do Sol. Como só foi encontrada uma correlação entre a massa dos aglomerados e a presença desse elemento em suas estrelas, os astrofísicos suspeitam que o processo de enriquecimento químico ocorrido no interior desse tipo de formação estelar se deu por meio da incorporação de matéria ejetada por estrelas de tamanho médio. Quando atingem a meia-idade, tais estrelas ejetam grande quantidade de massa sob a forma de ventos estelares. Grandemente enriquecido em nitrogênio, esse material contaminou o gás onde se formaram as gerações mais jovens de estrelas, que, assim, se tornaram mais ricas nesse elemento.

Para a astrofísica Beatriz Barbuy, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), especialista na caracterização química de populações estelares (que não participou do estudo com os aglomerados globulares), o trabalho de Schiavon e seus colegas foi bem feito e apresenta resultados consistentes. “A correlação encontrada entre massa e abundância de nitrogênio é importante em vista da grande resistência que havia no passado à ideia de autoenriquecimento de aglomerados”, diz Beatriz. “Ela também confirma as evidências atuais de que há diversas populações de estrelas subsequentes em aglomerados.”

Fonte: FAPESP (Pesquisa) e Cosmo Novas

Novas simulações propõem o Universo como um holograma

Uma equipe de físicos publicou algumas das evidências mais claras de que o nosso Universo pode ser apenas uma grande projeção.

A ideia de Maldacena empolgou físicos porque oferecia uma maneira de dar apoio sólido à popular, mas ainda sem provas, teoria das cordas – e porque resolvia inconsistências aparentes entre a física quântica e a teoria da gravidade de Einstein.

Ela dava uma pedra de Rosetta matemática aos físicos, uma “dualidade”, que lhes permitia traduzir entre duas linguagens e resolver problemas em um modelo que pareciam intratáveis no outro, e vice-versa. 

Mas apesar de as ideias de Maldacena terem sido consideradas válidas deste então, ainda não existe prova rigorosa.

Em 1997, o físico teórico Juan Maldacena propôs que um modelo audacioso do Universo em que a gravidade surge de cordas vibratórias infinitamente finas, poderia ser reinterpretado nos termos da física estabelecida.

O mundo matematicamente intricado das cordas, que existe em nove dimensões de espaço e uma de tempo, seria meramente um holograma: a verdadeira ação se desenrolaria em um Cosmo mais simples e plano, onde não existe gravidade.

Em um artigo, Hyakutake calcula a energia interna de um buraco negro, a posição de seu horizonte de eventos (a fronteira entre o buraco negro e o resto do Universo), sua entropia e outras propriedades, com base nas previsões da teoria das cordas e também os efeitos das chamadas “partículas virtuais” que continuamente entram e saem da existência.

Em outro, ele e seus colaboradores calculam a energia interna do Cosmo sem gravidade e com menos dimensões.

Os dois cálculos concordam. Em dois artigos postados no repositório arXiv, Yoshifumi Hyakutake da Universidade Ibaraki no Japão e seus colegas agora fornecem, se não provas reais, pelo menos evidências convincentes de que a conjectura de Maldacena é verdadeira.

“Parece um cálculo correto”, declara Maldacena, que atualmente está no Instituto de Estudos Avançados em Princeton, Nova Jersey, e que não contribuiu para o trabalho da equipe.

Mudança de condições

As descobertas “são uma maneira interessante de testar muitas ideias da gravidade quântica e da teoria das cordas”, adiciona Maldacena. Os dois artigos, aponta ele, são a culminação de uma série de trabalhos produzidos pela equipe japonesa nos últimos anos. “Toda a sequência de artigos é muito boa porque testa a natureza dupla dos universos em condições onde não existem testes analíticos”.

“Eles confirmaram numericamente, talvez pela primeira vez, algo que tínhamos bastante certeza de ser verdade, mas que ainda era uma conjectura: que a termodinâmica de certos buracos negros pode ser reproduzida a partir de um Universo com menos dimensões”, explica Leonard Susskind, físico teórico da Stanford University na Califórnia que foi um dos primeiros teóricos a explorar a ideia de universos holográficos.

Mas Maldacena aponta que nenhum dos modelos de universo explorados pela equipe japonesa se parece com o nosso. O Cosmo com um buraco negro tem dez dimensões, e oito delas formam uma esfera octodimensional. O universo sem gravidade tem uma única dimensão, e sua vastidão de partículas quânticas se parece com um grupo de molas idealizadas, ou osciladores harmônicos, ligados uns aos outros.

De qualquer forma, de acordo com Maldacena, a prova numérica de que esses dois mundos aparentemente distintos são na verdade idênticos traz esperança de que as propriedades gravitacionais de nosso Universo possam um dia ser explidadas por um Cosmo mais simples puramente em termos de teoria quântica.

Fonte:

Scientific American

Minerais parecidos com argila são encontrados na crosta gelada de Europa - Lua de Júpiter

Clique para ampliar

 Imagem mostra a primeira detecção de minerais de argila na superfície da lua Europa, de Júpiter. Os minerais tipo argila aparecem em azul no patch de cores falsas de dados de Near-Infrared Mapping Spectrometer de Galileu.

Uma nova análise de dados de missão Galileo, da NASA revelou um tipo mineral argiloso  na superfície de Europa, a lua gelada de Júpiter que parecem ter sido entregue por uma colisão espetacular com um asteroide ou cometa. Esta é a primeira vez que tais minerais foram detectados na superfície da Europa. Os tipos de rochas espaciais que fornecem tais minerais tipicamente também muitas vezes carregam materiais orgânicos.

"Os materiais orgânicos, que são blocos de construção importantes para a vida, são freqüentemente encontrados em cometas e asteroides primitivos", disse Jim Shirley, um cientista da pesquisa no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. Shirley está dando uma palestra sobre este tema no American reunião da União Geofísica, em San Francisco na sexta-feira 13 de dezembro. "Encontrar os resíduos rochosos deste impacto com um cometa na superfície de Europa podem abrir um novo capítulo na história da busca por vida em Europa", disse ele.

Muitos cientistas acreditam que Europa é o melhor local no nosso Sistema Solar para se encontrar vida. A lua tem um oceano em subsuperfície em contato com rocha, uma superfície congelada que mistura com o oceano abaixo, sais na superfície que criam um gradiente de energia, e uma fonte de calor  (as flexuras que ocorrem devido ao estiramento e encurtamento gerado pela gravidade de Júpiter). Essas condições ocorreram provavelmente pouco depois de Europa ter sido coalescido no nosso Sistema Solar.

Os cientistas têm também pensado que deva existir material orgânico em Europa e que esse material possa ser detectado diretamente. Uma teoria é que o material orgânico pudesse ter chegado ali por impactos de cometas e asteroides, e essa nova descoberta suporta essa ideia.

Shirley e seus colegas, financiados pelo acordo NASA Outer Planets Research, foram capazes de ver os minerais argilosos chamados de filosilicatos em imagens do infravermelho próximo obtidas pela Galileo em 1998. Essas imagens são de baixa resolução para os padrões atuais, e o grupo de Shirley está aplicando uma nova técnica de processamento de imagem para deixar o sinal proveniente desses materiais mais forte que o ruído. Os filosilicatos aparecem em um anel quebrado de 40 quilômetros de largura, que está a 120 quilômetros de distância do centro de uma cratera central com 30 quilômetros de diâmetro.

A principal explicação para esse padrão é a volta do material ejetado quando um cometa ou asteroide atinge a superfície com um ângulo de 45 graus ou mais desde a direção vertical. Um ângulo raso permitiria que alguma parte do material original da rocha espacial caísse de volta na superfície. Uma colisão mais direta provavelmente vaporizaria ou levaria o material da rocha espacial para a subsuperfície. É difícil ver como os filosilicatos do interior da lua Europa poderiam chegar até a superfície, devido à crosta congelada do satélite, que os cientistas acreditam tenha mais de 100 quilômetros de espessura em algumas áreas.

Assim sendo, a melhor explicação é que os materiais vieram de um asteroide ou de um cometa. Se o corpo foi um asteroide, ele provavelmente tinha cerca de 1100 metros de diâmetro. Se o corpo foi um cometa, ele provavelmente tinha cerca de 1700 metros de diâmetro. Ele poderia ser do mesmo tamanho do cometa ISON antes de passar perto do Sol no seu periélio.

“Entender a composição da lua Europa é uma etapa fundamental para decifrar a sua história e a sua potencial habitabilidade”, disse Bob Pappalardo, do JPL, o cientista de pré-projeto para a missão que deve estudar Europa no futuro. “Enviaremos uma futura missão para Europa com o objetivo de estudar a química de locais específicos e as implicações que isso teria para o fato da lua hospedar a vida”.

Referência:

NASA e Cienctec

Curiosity encontrou evidências de antigo lago de água doce em Marte

A sonda americana Curiosity encontrou pela primeira vez na superfície de Marte evidências diretas da existência, no passado, de um lago de água doce no planeta vermelho, anunciaram cientistas nesta segunda-feira. 

Já não há água atualmente no local, mas as provas de perfurações e análises químicas realizadas pelo robô Curiosity em rochas sólidas sugerem que houve condições para que houvesse vida microbiana neste lago há 3,6 bilhões de anos. 

As rochas analisadas contêm traços de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre, e "proporcionam condições ideais para uma vida microbiana básica", informaram os cientistas em um estudo publicado na revista Science e analisado em uma reunião da União Geofísica Americana (AGU, na sigla em inglês), em San Francisco, Califórnia. 

Formas microscópicas de vida bacteriana, conhecidas como quimiolitoautótrofas, prosperam em condições similares na Terra e no geral são encontradas em cavernas ou debaixo do mar em fontes hidrotérmicas. 

Embora não tenha sido detectada nenhuma forma de vida nas rochas, o cientista explicou que o Curiosity executou perfurações em fragmentos de pedra arenisca e barro e encontrou minerais argilosos que sugerem uma interação com a água. 

"É realmente o mesmo ambiente (que podemos encontrar) na Terra", afirmou John Grötzinger, professor de Geologia do Instituto de Tecnologia da Califórnia. 

"Estas são rochas relativamente jovens na história de Marte", acrescentou Grötzinger em declarações a jornalistas em San Francisco, destacando que um dos "resultados surpreendentes" da descoberta é que estas rochas poderiam ter entre 3,5 e 3,6 bilhões de anos. 

"Isto coincide precisamente com os vestígios mais antigos de vida encontrados na Terra", emendou. 

"Esta é a primeira vez que encontramos realmente rochas em Marte que proporcionam evidência da existência de lagos", reforçou em declarações por telefone à AFP Sanjeev Gupta, professor do Imperial College de Londres e co-autor da pesquisa. 

"É fantástico porque os lagos são um ambiente ideal para que uma vida microbiana elementar possa se desenvolver e preservar", afirmou. 

Confiança no futuro da missão 

A pedra arenisca encontrada parece similar à existente nos rios da Terra, o que sugere, segundo cientistas, que um rio desaguava neste lago, que se encontra aos pés de uma pequena montanha. 

Os cientistas já encontraram provas da existência de água em Marte em outro local da superfície do planeta vermelho e pesquisas feitas por sondas anteriores levam a crer fortemente na existência de lagos no passado. 

O Curiosity, que chegou à cratera Gale no equador marciano em 6 de agosto de 2012 e é o veículo mais sofisticado enviado até agora a outro planeta, já constatou que o planeta vermelho foi propício para a vida microbiana em um passado distante, objetivo principal de sua missão de dois anos. 

Estes últimos resultados oferecem "a prova mais eloquente de que Marte teve em algum momento as condições necessárias para o desenvolvimento da vida", destacou o estudo. 

A Nasa, agência espacial americana, escolheu a cratera Gale em particular por suas diferentes camadas sedimentares, que poderiam permitir datar os períodos em que Marte foi apto a abrigar a vida. 

A próxima etapa consistirá em analisar amostras de uma grossa pilha de rochas na superfície da cratera para reunir mais provas de um entorno habitável, disse o professor Gupta. 

Estes novos resultados "nos dão confiança no futuro desta missão e no fato de que devemos continuar explorando" o planeta vermelho, prosseguiu. 

O robô Curiosity, com custo total de US$ 2,5 bilhões de dólares, é operado por engenheiros da Nasa no laboratório de Pasadena, na Califórnia.

 

Fonte: AFP e Astro News

Projeto japonês pretende transformar a Lua em uma gigantesca usina de energia solar

Quando o assunto é energia e exploração espacial, temos que pensar grande – e é exatamente o que uma empresa japonesa está fazendo.

Uma das grandes vantagens do nosso satélite é que um de seus hemisférios é constantemente banhado pela luz do Sol (exceto durante eclipses ocasionais) e, portanto, gerar energia em painéis solares instalados na Lua pode não parecer algo tão distante.

Um exemplo é o recém-lançado rover chinês Chang’e 3/Yutu, que é movido a energia solar. Antes dele, os astronautas das missões Apollo já haviam realizado experimentos com energia solar no regolito lunar. Mas que tal recobrir o equador da Lua com uma faixa de painéis solares de 400 quilômetros de extensão e enviar a energia para a Terra?

É exatamente essa a ideia da Shimizu Corporation, que pretende aproveitar o fluxo constante de 13.000 terawatts de energia gerados pelo Sol. Segundo a revista Business Insider, “nos Estados Unidos, a capacidade total de geração de energia elétrica no verão foi de 1.050,9 gigawatts”. Uma fonte de energia tão vasta poderia transformar totalmente a nossa civilização.

Como Obi -Wan diria: “Aquilo não é a Lua. É uma estação (solar) espacial”. “Essa mudança de foco, do uso de recursos limitados para o aproveitamento ilimitado de energia limpa, é o sonho de toda a humanidade. O LUNA RING, nosso conceito de geração de energia solar lunar, transforma esse sonho em realidade por meio de ideias engenhosas, aliadas a tecnologias de ponta”, descreve o site oficial da empresa.

De fato, a empreitada exigirá tecnologias espaciais avançadas, não só para absorver a energia solar e enviá-la de forma eficiente para a Terra: sua própria construção exigirá vários saltos no desenvolvimento de tecnologia robótica. No entanto, é preciso haver mudanças significativas nos acordos internacionais de cooperação espacial antes que o projeto saia do papel.

Uma estrutura digna da ficção científica, o LUNA RING é um anel que se estende pela circunferência da Lua ao longo de 11 mil quilômetros, construído por robôs que “executarão várias tarefas na superfície lunar, incluindo terraplanagem e escavação dos estratos inferiores do solo”. O projeto será supervisionado por uma equipe humana, enquanto a maior parte das tarefas robóticas será operada remotamente da Terra.

Mas como a energia chegaria ao nosso planeta? Como a nossa atmosfera é praticamente transparente para microondas e lasers, a Shimizu pretende enviar a energia através de transmissores localizados no hemisfério lunar que está voltado para a Terra. À medida que a Lua orbita a Terra e nosso planeta gira, estações internacionais de recepção alimentariam as redes de eletricidade com a energia solar abundante gerada no processo.

Seus criadores se apressam em destacar que essa fonte quase inesgotável de energia limpa poderia beneficiar toda a humanidade. Além disso, quando a infraestrutura estiver pronta, outros recursos poderão ser explorados – como a extração de minérios preciosos e a fabricação de produtos do regolito. Pode-se imaginar um consórcio internacional de nações e/ou empresas que comprariam cotas da LUNA ANEL para viabilizar sua construção. Cada sócio teria o direito de construir estações de recepção na localização geográfica de sua escolha, livrando o planeta de fontes de energia poluentes. O Japão, afetado pelo devastador acidente de Fukushima em 2011, está buscando ativamente novas fontes de energia alternativa para que possa abrir mão da energia nuclear – e não dá para ser mais “alternativo” do que isso.

A data prevista para o início da construção do LUNA RING é 2035. Até lá, a Shimizu acredita que a infraestrutura e a tecnologia de geração de energia solar no espaço terá avançado o bastante para possibilitar um projeto dessa magnitude. Preocupar-se com pequenos detalhes práticos – como a limpeza dos painéis solares do LUNA RING e a obtenção do apoio da comunidade internacional – parece um pouco prematuro.

O projeto pode parecer um sonho distante, mas se as tecnologias atuais de fato avançarem, pode ser feito. É claro que seria a maior façanha de engenharia da história da humanidade, mas não uma tarefa impossível para uma civilização em constante avanço tecnológico.

Se realizássemos tal proeza, estaríamos perto de nos tornar uma civilização Tipo 1 na Escala de Kardashev, que mede o desenvolvimento tecnológico de uma civilização. Por enquanto estamos no Tipo 0: nossa capacidade de aproveitar as fontes de energia globais é muito limitada. Para chegar ao Tipo 1, teremos que captar toda a energia disponível na Terra. Portanto, se conseguirmos criar uma usina de geração de energia solar no satélite natural do nosso planeta, provavelmente ganharemos um bom impulso na escala de Kardashev.

Embora seja apenas um conceito, não é difícil vislumbrar como a LUNA RING se tornará realidade. Às vezes, é preciso pensar realmente grande para enfrentar alguns dos maiores desafios da nossa espécie.

Fonte: Discovery

Astrônomos descobrem sistema solar parecido com o nosso

Clique para ampliar

Cerca de 2.500 anos-luz de distância está Kepler-90 (anteriormente conhecido como KOI-351): uma estrela com um sistema planetário que se desenvolveu muito parecido com o nosso. Informações sobre o sistema vem de observações pelo Telescópio Espacial Kepler. A descoberta do sétimo planeta - o quinto a partir da estrela - foi feita por cientistas usando o Zooniverse Planeta Hunter e foi publicado em arXiv.org . Outros detalhes do sistema foram publicados pelo autor Juan Cabrera do Instituto de Pesquisa Planetária DLR no Astrophysical Journal .

Kepler-90 é uma estrela  anã vermelha, um  pouco mais brilhante do que o Sol e os seus planetas estão distribuidos como no nosso sistema, com os rochosos mais próximos da estrela e os planetas gasosos no exterior do sistema. A diferença distinta entre Kepler-90 e nosso sistema é que as órbitas planetárias são muito mais próximas da estrela. O planeta mais interno, Kepler-90b, tem um período de apenas 7 dias da Terra. Como comparação, Mercúrio leva 88 dias para viajar ao redor do sol. O planeta mais distante, Kepler-90h é cerca de um UA de distância de sua estrela. Isso significa que todo o sistema caberia dentro da órbita da Terra. Todos os planetas têm raios menores do que Netuno.

Os 7 planetas são classificados como: 2 terrestres, 3 super-Terras (ou mini-Neptunos) e 2 gigantes de gás. As suas órbitas têm períodos de 7, 9, 60, 92, 125, 211 e 331 dias terrestres.

Apesar de todas as possíveis oscilações gravitacionais, o sistema é considerado estável. Muitos astrônomos podem ser capazes de usar essa configuração planetária para aprender mais sobre a formação planetária e também sobre o que faz um sistema ficar estável. 

Fonte: I Fucking Love Science

Astro PT

BBC

Missão da ESA vai estudar universo invisível

Clique para ampliar

Concepção artística de uma galáxia expelido um gás

A ESA divulgou essa semana seu projeto para entender o Universo quente e energético e a busca de ondas gravitacionais 

Ambos os temas serão colmatar astrofísica e cosmologia temas fundamentais ao estudar em detalhe os processos que são cruciais para a evolução em grande escala do Universo e sua física subjacente.

O tema da ciência "Universo quente e energético" foi selecionado para a L2 - a segunda missão de classe grande em programa de ciência Visão Cósmica da ESA - e deverá prosseguir com um observatório avançado de raios-X.

Esta missão, com uma data de lançamento prevista para 2028, irá abordar duas questões fundamentais. Como e por que a matéria comum junta-se em galáxias e aglomerados galácticos que vemos hoje, e como é que os buracos negros crescem e influenciam seus arredores?

Os buracos negros, que se escondem invisível nos centros de quase todas as galáxias, são considerados como uma das chaves para compreender a formação e evolução de galáxias.

A missão L3 vai estudar o Universo gravitacional, em busca de ondulações no tecido do espaço-tempo criado por objetos celestes com forte gravidade, tais como pares de fusão de buracos negros.

Previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein, mas ainda não foi detectada diretamente, as ondas gravitacionais prometem abrir uma janela completamente nova sobre o Universo.

Planejado para ser lançado em 2034, será necessário o desenvolvimento de um observatório de ondas gravitacionais spaceborne ou extrema precisão "gravitometer ', uma empresa ambiciosa que vai empurrar os limites da tecnologia atual.

"A ESA tem um excelente histórico para o desenvolvimento de observatórios de state-of-the espaço de arte que revolucionaram nosso conhecimento de como estrelas e galáxias nasceram e evoluíram", disse Alvaro Gimenez, diretor de Ciência da ESA e Exploração Robótica.

"Ao perseguir estes dois novos temas, vamos continuar a empurrar as fronteiras científicas e desvendar os mistérios do Universo invisível".

O processo de seleção para L2 e L3 teve início em março de 2013, quando a ESA lançou um apelo para a comunidade científica europeia para sugerir os próximos temas científicos que devem ser seguidos pelas grandes missões do programa Cosmic Vision.

Trinta e duas propostas foram recebidas e avaliadas por uma Comissão de Inquérito Senior, e após uma extensa interação com a comunidade científica de dois temas principais foram recomendadas para o diretor de Exploração Científica e Robótica.

Embora as datas de lançamento para as missões L2 e L3 são mais de uma década longe, atividades para preparar as missões vão começar muito em breve. No início de 2014, uma chamada para os conceitos de missão L2 será anunciado para solicitar propostas para um observatório de raios-X da próxima geração. Um procedimento semelhante será seguida em uma data posterior para a missão L3.

"Abrimos um novo roteiro científico para a Europa, que irá estabelecer a nossa liderança neste campo para as próximas duas décadas, enquanto nós desenvolveremos e implementaremos novas tecnologias para estas missões emocionantes", acrescenta o Prof Gimenez.

Fonte: ESA

O flamejante fenômeno do nascimento e morte das estrelas

Clique para ampliar

A Grande Nuvem de Magalhães é uma das galáxias mais próximas da nossa. Os astrónomos usaram o poder do Very Large Telescope do ESO para explorar umas das suas regiões menos bem conhecidas. Esta nova imagem mostra nuvens de gás e poeira onde estrelas quentes se estão a formar, ao mesmo tempo que esculpem formas estranhas no seu meio circundante. Mas a imagem mostra também os efeitos da morte das estrelas - filamentos criados por uma explosão de supernova.

Situada a apenas 160 000 anos-luz de distância da Terra (eso1311) na constelação do Espadarte, a Grande Nuvem de Magalhães é uma das nossas vizinhas galácticas mais próximas. Encontra-se a formar estrelas de forma ativa em regiões que são tão brilhantes que algumas podem ser vistas a olho nu a partir da Terra, tais como a Nebulosa da Tarântula (eso1033). Esta nova imagem, obtida com o Very Large Telescope do ESO, instalado no Observatório do Paranal no Chile, explora uma região chamada NGC 2035 ou Nebulosa da Cabeça de Dragão (à direita na imagem).

A NGC 2035 é uma região HII, ou nebulosa de emissão, constituída por nuvens de gás que brilham devido à radiação intensa emitida por estrelas jovens. Esta radiação arranca electrões dos átomos do gás, que eventualmente se recombinam com outros átomos emitindo radiação. Misturados com o gás estão nodos densos escuros de poeira que absorvem a radiação em vez de a emitirem, criando assim ao longo da nebulosa troços estreitos intrincados e formas escuras. 

As formas filamentares que podem ser vistas na imagem à esquerda, não são o resultado da formação estelar, mas sim da morte das estrelas. Foram criadas por um dos fenómenos mais violentos do Universo - a explosão de uma supernova. Estas explosões são tão brilhantes que muitas vezes ofuscam brevemente toda a galáxia, antes de se desvanecerem ao longo de várias semanas ou meses (ver também eso1315 e potw1323a).

Ao inspeccionar esta imagem pode ser difícil apercebermo-nos do tamanho destas nuvens, que têm uma dimensão de várias centenas de anos-luz e que não se encontram na nossa galáxia, mas muito para além dela. A Grande Nuvem de Magalhães é enorme, mas quando comparada com a nossa própria galáxia é muito modesta em extensão, tendo apenas uns 14 000 anos-luz - cerca de dez vezes menos que o tamanho da Via Láctea.

Esta imagem foi obtida no âmbito do programa Jóias Cósmicas do ESO com o instrumento FORS (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph) montado no Very Large Telescope do ESO, que se situa no Observatório do Paranal, no Chile.

Fonte: ESO

Efeito estufa em Marte contribuiu para a existência de água líquida há cerca de 3,8 bi de anos

Clique para ampliar

Um estudo divulgado neste domingo na revista especializada Nature Geoscience indica que Marte pode ter passado por um período de efeito estufa causado por pelo menos dois gases há 3,8 bilhões de anos, o que teria elevado as temperaturas o suficiente para que o planeta vermelho tivesse água em estado líquido.

Vales marcianos indicam que existiu água em estado líquido que esculpiu os esguios paredões marcianos. Contudo, simulações anteriores indicam que a quantidade de gás carbônico que existiu na atmosfera não era suficiente para subir a temperatura acima do ponto de congelamento.

O novo estudo indica, contudo, que o CO2 não foi o único gás a ter papel no aquecimento de Marte. Há 3,8 bilhões de anos, o planeta vermelho tinha também muito hidrogênio molecular na atmosfera, o que, em conjunto com o gás carbônico, teria causado aquecimento para que o planeta tivesse grande quantidade de água na superfície.

"Isso é animador porque explica como Marte pode ter sido quente e úmido o suficiente para formar os antigos vales que fazem os cientistas coçarem a cabeça nos últimos 30 anos", diz M. Ramirez, estudante de doutorado da universidade Penn State (EUA) e membro do grupo de pesquisa. "Acreditamos ter elaborado uma solução crível para esse grande mistério."

Ramirez e o pesquisador Ravi Kopparapu desenvolveram um modelo no qual os vulcões marcianos liberaram uma grande quantidade de gás carbônico e hidrogênio na atmosfera, o que explicaria o aquecimento. 

"A molécula de hidrogênio em si é um pouco desinteressante", diz Ramirez. "Contudo, com outros gases, como o dióxido de carbono, ela pode ficar perturbada e funcionar como um poderoso gás de efeito estufa em comprimentos de onda que o dióxido de carbono e a água não absorvem muito. Assim, hidrogênio preenche a lacuna deixada pelos outros gases de efeito estufa", diz Ramirez.

Reportagem em inglês AQUI 

Fonte: Terra.

Créditos da imagem: ESA

Cientistas identificam 'mais antigo pedaço de Marte' na Terra

Uma rocha descoberta no deserto do Saara parece ser o meteorito de Marte mais antigo já descoberto, segundo cientistas. Pesquisas anteriores já sugeriam que a rocha tinha cerca de 2 bilhões de anos, mas novos exames realizados recentemente indicam que a rocha tem, na verdade, mais de 4 bilhões de anos. O meteorito negro e brilhante, apelidado de "Beleza Negra", teria se formado ainda na infância do planeta. 

"Esta (rocha) nos conta sobre uma das épocas mais importantes da história de Marte", afirmou o autor da pesquisa, Munir Humayan, professor da Universidade Estadual da Flórida (EUA). A pesquisa foi publicada na revista especializada Nature.

Rochas marcianas

Existem cerca de cem meteoritos marcianos na Terra. A quase maioria dessas rochas é bem mais jovem, datadas entre 150 milhões e 600 milhões de anos.

Elas teriam caído na Terra depois de um asteroide ou cometa ter se chocado contra Marte e desprendido as rochas, que viajaram pelo espaço até acabarem no nosso planeta.

A "Beleza Negra" é formada por cinco fragmentos. Um deles, o NWA 7034, foi examinado no passado e sua idade foi calculada em 2 bilhões de anos.

Mas a pesquisa mais recente descobriu que outro pedaço, o NWA 7533, tem 4,4 bilhões de anos - o que sugere que o NWA 7034 também deva ter mais do que "apenas" 2 bilhões de anos.

A equipe afirmou que a rocha pode ter se formado quando Marte tinha apenas 100 milhões de anos de idade.

"É quase certo (que a rocha) veio das terras altas do sul, um terreno cheio de crateras que forma o hemisfério sul de Marte", disse Humayan.

O período em que as rochas se formaram pode ter sido uma era de turbulência em Marte, com erupções de vulcões em quase toda a superfície do planeta.

"A crosta de Marte deve ter mudado muito rapidamente com o passar do tempo. Houve um grande episódio vulcânico em toda a superfície, que então formou uma crosta e, depois disso, a atividade vulcânica teve uma queda dramática", prosseguiu Humayan.

"Quando isso aconteceu, devia haver água na forma gasosa, dióxido de carbono, nitrogênio e outros gases para produzir uma atmosfera primordial, além de um oceano primordial. É um período de tempo muito empolgante - se houve vida em Marte, a origem seria neste período em particular", acrescentou o cientista.

Humayan afirmou que sua equipe agora planeja analisar a rocha para procurar sinais de algum tipo de vida marciana. Mas, segundo o professor, enquanto a rocha permaneceu no deserto do Saara, pode ter sido contaminada por organismos vivos da Terra.

Mistura

O professor Carl Agee, da Universidade do Novo México, foi o cientista que, na análise anterior, que concluiu que a rocha NWA 7034 tinha 2 bilhões de anos de idade. Ele descreveu a pesquisa mais recente como animadora.

Agee afirmou que a diferença entre as idades das rochas pode ter ocorrido pois o meteorito tem uma mistura de componentes, e a equipe dele agora também está encontrando partes da rocha que têm cerca de 4,4 bilhões de anos.

"Definitivamente há um componente antigo na rocha, mas acreditamos que pode haver uma mistura de eras", afirmou. O cientista explicou que o impacto de um cometa ou asteroide, uma erupção vulcânica ou algum outro evento que ocorreu há cerca de 1,5 bilhão de anos pode ter acrescentado materiais mais novos à crosta original.

"(A rocha) consiste de pelo menos seis tipos diferentes de rocha. Vemos diferentes rochas ígneas, tipos diferentes de rocha sedimentar, é um meteorito muito complexo. Este meteorito continua revelando seus segredos, estamos muito animados com isso."

Fonte: Terra