4 de mar de 2015

Game brasileiro ensina física de partículas através de missões para colonizar Marte


Desde a Antiguidade os pensadores já refletiam sobre as estruturas elementares da matéria – o filósofo grego Demócrito, por exemplo, entrou para a história por sistematizar o conceito de átomo, termo que significa, literalmente, indivisível. Hoje sabemos que os átomos não são as chamadas partículas elementares (menores componentes da matéria), posto ocupado atualmente pelos quarks e outras partículas subatômicas como os neutrinos, elétrons, glúons e fótons. “Esse cenário é muito distinto daquele ensinado hoje em dia nas escolas secundárias”, diz o site do jogo SPRACE Game.

“A visão que os estudantes possuem da estrutura da matéria permanece estagnada no conceito atômico do início do século passado”, afirma o comunicado. Para reverter este quadro preocupante, pesquisadores da Unesp criaram um game dentro do projeto São Paulo Research and Analysis Center (Sprace) que se aproveita do apelo da exploração espacial para ensinar, de forma divertida, conceitos complexos da física de partículas.

Na segunda versão do Sprace Game, que foi lançada recentemente, o jogador pilota uma nave miniaturizada e precisa capturar partículas de substâncias específicas e levá-las até o laboratório. A cada nova fase, a estação científica “aprende” com os elementos capturados e se torna mais complexa, exigindo a coleta e análise de substâncias mais elaboradas.


As missões têm a intenção primordial de preparar Marte para ser colonizado pela humanidade. Ao passar pelas etapas, aprende-se naturalmente a trabalhar com a tabela periódica, consultando especificidades da composição de cada elemento. Nem sempre é requerida a captura de prótons ou nêutrons, por exemplo – às vezes é preciso ir mais ao fundo e coletar os quarks necessários para formá-los.

“O visual, os desafios propostos e especialmente o conteúdo por trás das missões fazem com que o jogador se divirta enquanto entra em contato com conceitos importantes da física das partículas subatômicas, grande objetivo da iniciativa”, explica o professor Sérgio Ferraz Novaes, líder do projeto. Os pesquisadores asseguram que o jogo é cientificamente fiel, de um jeito que não compromete a diversão.

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3 de mar de 2015

Bi-bip Cósmico Aquece Ambiente Astronômico

O título refere-se a uma metáfora. A imagem, comum em países da Europa, é a de um carro buzinando perto de sua casa, ao passar. No Brasil, a imagem seria um apito de trem, talvez, mas não para quem tem menos de 50 anos, pois os trens deixaram de fazer parte de nossas vidas como antigamente. 

Pois foi com essa imagem que a revista Nature publicou e festejou uma descoberta feita recentemente pelo americano Erik Mamajek, que lidera uma equipe multinacional onde se incluem outros americanos, ingleses, alemães, russos e sul-africanos. Há uma grande chance que uma estrela tenha, num passado recente, cruzado “nossa calçada”, como um Ford-bigode a fazer fon-fon em frente da nossa janela.


A referida estrela foi, também, uma descoberta. Por meio de um estudo criterioso de catálogos obtidos por sondas espaciais, o alemão Ralf-Dieter Scholz, em 2014, apontou uma estrela como a mais próxima do sol observada. Algo em torno de 0,9 anos-luz. Usualmente, consideramos o sistema binário alfa-centauro como a mais próxima, porque ele é brilhante e sua distância é de cerca de 4 anos-luz do nosso Sistema Solar. Além disso ele percebeu que se tratava de um sistema binário, onde a estrela principal seria uma “anã-vermelha”, classificação dada a estrelas muito fracas e emitindo radiação principalmente na faixa do vermelho, sinal de pequena massa e a companheira, uma “anã-marrom”, que, pela sua massa, não tem energia nem para produzir luz. Uma boa candidata a ter explorada a possibilidade de existência de planetas do tipo terrestre, como o próprio Scholz sugeriu em seu artigo na revista européia Astronomy & Astrophysics, em 2014.

A pergunta é: se está tão próxima, porque nunca ninguém a notou? A estrela de Scholz, como passou a ser chamada, também é muito fraca, mesmo para ser observada com telescópios de médio porte. Sua magnitude está entre 19 e 17 (ninguém nunca se preocupou em medir sua magnitude visual).

Pois bem, Mamajek e sua equipe perceberam que essa pequena dupla possuía uma baixa velocidade de movimento próprio, ou seja, a componente da velocidade no plano do céu. Isso poderia ser um indicativo que a velocidade radial, na direção do sistema solar, seria grande, o que coloca esse sistema em rota de colisão com o nosso. Partiram, então, para observações no Grande Telescópio Sul-Africano e delas chegaram à seguinte conclusão: essa estrela binária estava se afastando a alta-velocidade. Não havia mais dúvidas. Há uma grande probabilidade dessa estrela ter passado rente a nós num passado recente.

Para confirmar essa hipótese, utilizaram poderosas ferramentas computacionais para fazer simulações, com base nos dados observados e concluíram que esse sistema aproximou-se do Sol até uma distância entre 30 mil e 70 mil vezes a distância da Terra ao Sol há cerca de 70 mil anos. Isso é passar pela chamada nuvem de Oort, aquele contingente de um infindável número de cometas presos ao campo gravitacional do Sol em órbitas circulares a passear com períodos de milhões de anos. 

O astrônomo holandês Jan Oort, em artigo de 1950 sugeriu a existência de uma nuvem de cometas, que acabou por levar seu nome. Essa foi a forma que Oort encontrou para explicar a existência desses objetos no sistema solar, únicos a apresentar altíssima excentricidade em suas órbitas, algumas apresentando períodos de milhões de anos, dentro da precisão que se podia obter. Esses cometas teriam suas órbitas circulares e muito perturbadas por passagens de estrelas pelas imediações do Sol, conjecturou Oort. Com isso os cometas seriam lançados para o interior do sistema solar, para dentro da região dos planetas. O problema é que por mais que se observasse, depois que Oort formulou essa hipótese, nunca se achou estrelas candidatas que tenha passado tão perto de nós. Na década de 80, formulou-se outra possibilidade, a que essa perturbação na órbita dos cometas, fazendo-os “cair” no interior do sistema planetário teria origem no campo galático, mais precisamente, variações espaciais desse campo, ou seja, originárias do que chamamos forças de maré, em analogia às forças que geram as marés nos oceanos terrestres produzidas pela Lua e Sol.

A ideia dos “passeios” de estrelas pelas imediações do sistema solar externo (muito, muito longe do sol, realmente) ficou meio que “esquecido”, desde então. Até essa descoberta de Mamajek que reacende as esperanças de encontrar mais candidatas a preencher as condições originais de Oort.

Esse é o motivo da festa com que a comunidade astronômica recebeu essa descoberta, exposta no artigo de apresentação de Ron Cowen, no último número da revista Nature.

27 de fev de 2015

O grupo coletivo Teatro Astrono-Mágico dá um show com dois espetáculos sobre Astronomia

O projeto educativo Teatro Astrono-Mágico realizará no dia 07 de março, no Parque das Ruínas, dois espetáculos de mágica. O grupo preparou um Teatro de sombras e uma Palestra de astronomia com mágica para fazer a diversão e levar conhecimento para quem prestigiar o evento. A equipe deu início a esse projeto educativo com objetivo de disseminar a ciência de uma forma divertida e inovadora. 

Uma palestra sobre Astronomia com mágica, foi criada, em 2011, pelo astrofísico francês Florian Gourgeot, pesquisador de pós-doutorado do Observatório Nacional do Rio de Janeiro e também mágico. O espetáculo apresenta alguns dos mistérios do universo ilustrados pela mágica. Mais de 5000 espectadores na América do Sul e Europa já ficaram encantados com a mágica e conhecer o mundo maravilhoso da astronomia. O espectador mergulha na viagem através do sistema solar, das estrelas e das galáxias, e constata que as leis da física podem ser desafiadas pela mágica. 

O show apresenta também um Teatro de Sombras sobre Galileu, intitulado “Galileu, entre Ciência e Religião” foi criado em 2014 por Audrey Bideau e Florian Gourgeot, casal francês. As marionetes se animam com a luz para contar a vida de Galileu Galilei, primeiro astrônomo que observou o céu com uma luneta e pai da ciência moderna. As sombras das marionetes brincam tanto com as crianças quanto com os adultos e tentam explicar a compreensão do Universo com a visão da Religião na Astronomia. O espetáculo foi apresentado pela primeira vez durante a semana da ciência no rio de janeiro.

Vale a pena conferir essa apresentação!


26 de fev de 2015

Aglomerados de galáxias crescem engolindo uns aos outros

Agrupamentos de galáxias é a especialidade de dois pesquisadores da da Universidade de São Paulo (USP), Gastão Lima Neto, e seu colega, o pós-doutorando Rubens Machado, que trabalha em simulações astronômica. Todo connoisseur sabe que, para apreciar melhor os aromas de um bom vinho, é preciso balançar de forma circular a taça antes de levá-la ao nariz. Sabe também que se fizer o gesto com muita força as ondas na superfície do líquido provocadas pelo giro – que ajudam a liberar o cheiro do vinho no ar – podem crescer até transbordarem da taça.

Observações astronômicas sugeriam que um fenômeno muito parecido com o transbordar de um líquido provocado pelo movimento giratório de seu recipiente teria acontecido em escala cósmica há bilhões de anos no aglomerado de galáxias Abell 2052. Parte do gás acumulado no centro desse conjunto de centenas de galáxias a 480 milhões de anos-luz de distância da Terra teria sido chacoalhado até espirrar para a periferia do aglomerado criando uma cauda de gás de formato espiral que se estende pelo amplo espaço entre as galáxias por mais de 800 mil anos-luz (cerca de oito vezes o comprimento da galáxia onde o Sol se encontra, a Via Láctea). Um estudo feito por Machado e Lima Neto, cujos resultados serão publicados na edição de março da Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, é o primeiro a explicar, por meio de simulações em computador, o transbordamento de gás para a espiral observada no aglomerado Abell 2052. “Os pesquisadores supunham esse mecanismo, mas ninguém havia feito cálculos para verificar”, diz Machado.

As novas simulações sugerem que, cerca de 2 bilhões de anos atrás um grupo pequeno de galáxias, com poucas dezenas delas, viajando pelo espaço com uma velocidade de mil quilômetros por segundo, atravessou a periferia do aglomerado Abell 2052, a cerca de 6 milhões de anos-luz de seu centro. Logo o pequeno grupo de passagem teria sido atraído pela enorme força gravitacional do aglomerado maior e suas galáxias começaram a girar em torno do centro do Abell 2052. Mas, como mandam as leis do movimento, toda ação tem a sua reação. De acordo com Machado, a passagem do pequeno grupo ao redor do aglomerado pôs o centro do Abell 2052 para chacoalhar. “A perturbação gravitacional do grupo pequeno puxou o aglomerado para um lado e depois para outro”, explica. “O gás que estava parado no centro do aglomerado começou a oscilar e acabou transbordando para fora.”



Machado e Lima Neto compararam os resultados de suas simulações com imagens de galáxias próximas ao aglomerado e conseguiram identificar outro grupo de galáxias na sua periferia que pode muito bem ser o causador do transbordamento. Essas galáxias têm a mesma posição e a massa total que o grupo que, segundo as simulações, teria posto o Abell 2052 para chacoalhar há 2 bilhões de anos.

O pequeno ajuntamento de galáxias tem uma massa total 10 trilhões de vezes maior que a massa do Sol (10 trilhões de quilogramas). A massa total do aglomerado Abell 2052 é 100 vezes maior: mil trilhões de massas solares. Mais assustador, porém, é saber que todas as centenas de galáxias do aglomerado, cada uma com bilhões de estrelas, somam apenas 3% da massa total do aglomerado. “Curiosamente, as galáxias são apenas um detalhe dos aglomerados, um detalhe que inclusive podemos ignorar tranquilamente nas simulações”, diz Machado.

A maior parte da massa dos aglomerados de galáxias, 82% dela, é o que se chama de matéria escura, cuja natureza ainda é completamente desconhecida pelos físicos. Os 15% restantes da massa dos aglomerados de galáxias estão na forma de gás normal espalhado pelo amplo espaço de milhões de anos-luz entre as galáxias. Esse gás é constituído principalmente de átomos de hidrogênio ionizados. Apesar de muito rarefeito, é mais quente que o núcleo do Sol e emite raios X de alta energia que são captados aqui na Terra por telescópios espaciais. Lima Neto compara a observação desse gás quente com uma radiografia médica. Observando onde há mais ou menos raios X dentro de um aglomerado galáctico, é possível fazer um diagnóstico de sua história, como foi o caso da espiral de raios X observada pelo telescópio Chandra no aglomerado Abell 2052.

O aglomerado tem esse nome por pertencer ao chamado Catálogo Abell, uma lista de mais de 4 mil aglomerados de galáxias que começou a ser compilada pelo astrônomo norte-americano George Abell, em 1958. Hoje os astrônomos sabem que esses conjuntos de centenas a milhares de galáxias se formaram por meio da fusão de aglomerados menores que colidem entre si ao longo de bilhões de anos. “São poucos os aglomerados que observamos durante o ato de colidir”, explica Machado. “Mesmo assim, há muitos aglomerados com sinais de que sofreram colisões; o objetivo das simulações é reconstituir como eles ficaram desse jeito.”

Colisão espetacular

Rubens Machado e Lima Neto decidiram fazer o trabalho com o Abell 2052 depois do sucesso que tiveram ao simular uma colisão ainda mais espetacular, que deu origem ao aglomerado Abell 3376. De massa e tamanhos semelhantes ao do Abell 2052, o 3376 está a 614 milhões de anos-luz de distância da Terra. Lima Neto participou de uma equipe internacional de astrônomos que publicou em 2006 na revista Science observações do Abell 3376, comprovando que elétrons no espaço em volta do aglomerado emitem ondas de rádio, em razão da energia que ganharam de ondas de choque geradas pela colisão entre dois aglomerados menores, que se fundiram para formar um maior. Nesse mesmo artigo, os astrônomos mostraram que o gás quente emissor de raios X no interior do aglomerado Abell 3376 se concentra em uma região com formato de arco, lembrando um cometa.


Simulações que a dupla publicou em 2013 no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society sugerem que o Abell 3376 é produto da colisão de dois aglomerados que aconteceu meio bilhão de anos atrás. Um aglomerado grande foi atingido de frente por um menor, com cerca de um sexto da massa do Abell 3376 atual. O aglomerado menor penetrou o maior e o está atravessando até hoje, a uma velocidade de 2,6 mil quilômetros por segundo. Machado explica que essa velocidade é quatro vezes maior que a velocidade do som no gás do aglomerado. A velocidade supersônica da colisão é a causa do arco comentário observado em 2006.

Para o estudo do Abell 3376, Machado avaliou mais de 200 simulações, cada uma reconstituindo 3 bilhões de anos da história do aglomerado de uma maneira diferente. Cada simulação demorava 12 horas para ser calculada. Um único computador comum demoraria 16 anos para concluir o estudo. No entanto, ele foi feito em apenas três meses utilizando o Alphacrucis, um cluster com 2.304 processadores instalado no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP, em 2012.

A grande dificuldade de simular em computador a força da gravidade da matéria escura e do gás quente dos aglomerados é que a perda de energia pela emissão de raios X apaga parte da informação sobre o passado do aglomerado. “Não há critério matemático para explorar todos os cenários possíveis”, explica Machado. “Nós propusemos histórias detalhadas e fisicamente plausíveis, mas não temos como garantir que as soluções encontradas sejam únicas.” 

“Esse é o ponto fraco das simulações”, comenta o astrônomo Renato Dupke, do Observatório Nacional, no Rio de Janeiro, que observa colisões entre aglomerados de galáxias. Ele nota que o que se vê atualmente é uma projeção do aglomerado no céu. “É a projeção bidimensional de um objeto tridimensional, o que dificulta saber o que está acontecendo na linha de visada. Além disso, algumas propriedades do aglomerado são medidas indiretamente. Assim, podem haver várias soluções para o mesmo problema e uma análise posterior é necessária para se escolher a melhor solução.” 

É o que Lima Neto e Machado fizeram em janeiro do ano passado, quando observaram o aglomerado Abell 3376 com o Telescópio Blanco do Observatório Inter-americano em Cerro Tololo, no Chile. Os dados de suas observações ainda não foram analisados, mas o que esperam é que a distribuição de matéria escura do aglomerado, ainda desconhecida, bata com a previsão de suas simulações. “Estamos na expectativa”, conta Machado. “De qualquer jeito, vamos publicar um novo artigo em breve a respeito.” 

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25 de fev de 2015

Eclipse parcial do Sol pode reduzir geração de energia solar na Europa

O eclipse parcial do Sol que deve acontecer em 20 de março colocará à prova o sistema elétrico europeu ao reduzir consideravelmente a produção fotovoltaica - alerta um estudo publicado nesta segunda-feira (23) pelo setor. 

"Em 20 de março, num céu claro, cerca de 35.000 megawatts de energia solar, o equivalente a 80 unidades de produção de tamanho médio, vão desaparecer progressivamente do sistema elétrico europeu antes de se recuperarem progressivamente", advertiu a pesquisa realizada pela rede de gestores de redes de transporte elétrico e de gás. 

Os autores não "descartam completamente o risco de algum incidente", e lembram que países como Alemanha ou Itália dispõem de um número importante de unidades solares. "Será uma prova sem precedentes", garantiram. 

Segundo a investigação, a coordenação entre os diferentes gestores de redes será "crucial" neste dia. 

Outras fontes de produção elétrica, como a nuclear ou o carbono, poderiam ter que ser reforçadas para compensar a queda de energia fotovoltaica e garantir o fornecimento elétrico europeu. 

Placa solar instalada em casa da cidade de Freiburg, na Alemanha

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24 de fev de 2015

Anuário do Observatório Nacional 2015 está disponível


O Anuário do Observatório Nacional com as previsões dos fenômenos astronômicos, calendários, posições dos planetas e estrelas e outros dados para o ano 2015 está disponível.

Na sua 131ª edição, estão publicadas importantes informações astronômicas sobre as posições das estrelas e de astros do Sistema Solar, a orientação da Terra e as configurações de planetas e satélites. Estão divulgadas também todas as resoluções relacionadas ao sistema de hora legal e sua difusão.

O público ainda encontra no Anuário os instantes do nascer, passagem meridiana e ocaso do Sol, Lua e planetas, para as cidades de Belém, Brasília, Recife, Porto Alegre, Rio de Janeiro e São Paulo. Para obter as informações de outras localidades, basta enviar a solicitação para o e-mail anuario@on.br.

A versão impressa do Anuário pode ser adquirida diretamente na Biblioteca do Observatório Nacional e o valor é R$ 10,00. Poderá também ser solicitada para envio postal. Para isso, é necessário gerar uma Guia de Recolhimento da União (GRU) e o pagamento poderá ser feito em qualquer banco, no valor de R$15,00. As instruções para gerar a GRU estão no linkhttp://www.on.br/coaa/conteudo/pdf/Preenchimento_da_GRU.pdf. Após o pagamento, o interessado deve enviar e-mail paraanuario@on.br com o endereço completo para o recebimento do Anuário 2015.

A versão eletrônica da publicação pode ser consultada na página do Observatório Nacional (www.on.br), na seção “Serviços”. Todos os arquivos estão disponíveis para download.