28 de jan de 2015

A divisão Encke nos anéis de Saturno

Os anéis de Saturno são uma série de anéis formados por particular de poeira e gelo que estão em órbita em torno deste planeta. Esses anéis não formam uma estrutura contínua, apresentando separações entre eles.

Uma das maiores separações que vemos nos anéis de Saturno é a chamada divisão de Encke. Ela está situada no anel A e seu centro está a cerca de 133 580 quilômetros do centro de Saturno. A divisão Encke tem uma largura de 325 quilômetros.

Hoje os astrônomos sabem que essa divisão é provocada pela presença do pequeno satélite Pan que tem sua órbita dentro da divisão Encke. Com as dimensões 35 x 35 x23 quilômetros, Pan é o satélite de Saturno que está mais próximo de sua superfície. Este satélite age como um “pastor” e é responsável por manter a divisão Encke aberta.

Via Láctea pode ser “buraco de minhoca para viagens no tempo”

Visualização de dados do satélite Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), retrata
a interaçãoentre poeira interestelar na Via Láctea e a estrutura do campo magnético da galáxia.


Nossa galáxia pode ser, em teoria, um grande túnel semelhante a um buraco de minhoca (ou túnel de viagens no espaço e no tempo), possivelmente "estável e navegável" e, portanto, "um sistema de transporte galático". É o que sugere um artigo publicado no periódico Annals of Physics. 

O estudo, ressaltam os cientistas e ainda é uma hipótese, é resultado de uma colaboração entre pesquisadores italianos, americanos e indianos. 

Para chegar a essas conclusões, os estudiosos combinaram equações da teoria da relatividade geral, desenvolvida por Albert Einstein, com um mapa detalhado da distribuição de matéria escura (que representa a maior parte da matéria existente no Universo) na Via Láctea. 

"Se unirmos o mapa da matéria escura na Via Láctea com o modelo mais recente do Big Bang para explicar o Universo e teorizarmos a existência de túneis de espaço-tempo, o que obtemos é (a teoria) de que nossa galáxia pode realmente conter um desses túneis e ele pode ser do mesmo tamanho da própria galáxia", disse Paolo Salucci, um dos autores do estudo e astrofísico da Escola Internacional de Estudos Avançados de Trieste (Sissa, na sigla em italiano). 

"Poderíamos até viajar por esse túnel, já que, com base em cálculos, ele seria navegável. Assim como o visto recentemente no filme Interestelar." 

Ainda que túneis desse tipo tenham ganhado popularidade recentemente com o filme de ficção científica, eles já chamam a atenção de astrofísicos há muito tempo, explica comunicado do Sissa. 

Salucci afirmou não ser possível dizer com absoluta certeza que a Via Láctea é igual a um buraco de minhoca, "mas simplesmente que, segundo modelos teóricos, essa hipótese é possível". 

O cientista explicou que, em teoria, seria possível comprovar essa hipótese fazendo uma comparação entre duas galáxias - aquela à qual pertencemos e outra parecida. "Mas ainda estamos muito longe de qualquer possibilidade real de fazer tal comparação." 

Matéria escura 

Estudos prévios já haviam demonstrado a possível existência desses buracos de minhoca em outras regiões galácticas. Segundo o estudo do Sissa, os resultados obtidos agora "são um importante complemento aos resultados prévios, confirmando a possível existência dos buracos de minhoca na maioria das galáxias espirais"

O estudo também reflete sobre a matéria escura, um dos grandes mistérios da astrofísica moderna. Essa matéria não pode ser vista diretamente com telescópios; tampouco emite ou absorve luz ou radiação eletromagnética em níveis significativos. Mas a misteriosa substância compõe 85% do universo. 

Salucci lembra que há tempos os cientistas tentam explicar a matéria escura por meio de hipóteses sobre a existência de uma partícula específica, o neutralino - partícula que não pode ser identificada pelo CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, que pesquisa o Bóson de Higgs, a chamada "partícula de Deus") ou observada no Universo. Mas há teorias alternativas que não se baseiam nessa partícula. 

"Talvez a matéria escura seja uma 'outra dimensão', talvez um grande sistema de transporte galático. Em todo o caso, realmente precisamos começar a nos perguntar o que ela é." 

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26 de jan de 2015

Uma visualização chocante do aumento da temperatura do planeta



Na semana passada, a NASA e o NOAA anunciaram que 2014 foi o ano mais quente na história da Terra. Esta animação da Bloomberg apresenta de maneira bem clara a descoberta.

A maior parte dos gráficos do aumento da temperatura do planeta apenas mostram uma barra, que representa o aumento médio da temperatura ao longo do ano. Nesta animação, no entanto, vemos registros mensais para cada ano sobrepostos, com um novo intervalo de tempo em cada quadro. A linha pontilhada que representa a média anual muda de posição também, enquanto os registros antigos vão esmaecendo no fundo.

Além de representar uma visualização de dados muito clara e interessante, também revela uma verdade terrível de que nosso planeta está ficando cada vez mais quente. Treze dos quatorze anos mais quentes foram no século 21 — e a estatística não dá sinais de que isto vai melhorar nos próximos anos.

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23 de jan de 2015

Cientistas tentam desvendar o mistério por trás de Eta Carinae, sistema solar mais luminoso da Via Láctea


Devido à articulação de diversos telescópios terrestres, entre eles o Telescópio Espacial Hubble, satélites espaciais e uma minuciosa modelagem teórica, cientistas da NASA montaram a imagem mais completa, até o momento, do Eta Carinae. Esse sistema estelar, localizado a 10 mil anos luz de nosso planeta é o mais luminoso da Via Láctea e encanta os cientistas com seu comportamento estranho e surpreendente.

Localizado na constelação austral de Carina, o Eta Carinae é composto por duas estrelas massivas, cujas órbitas excêntricas as colocam extraordinariamente próximas a cada 5 anos e meio. Ambos os astros produzem poderosas saídas de gás e ventos estelares que as envolvem. No século XIX, o sistema explodiu duas vezes por razões que ainda escapam à compreensão dos pesquisadores. “Estamos começando a entender o complexo entorno atual desse sistema, porém temos um longo caminho para percorrer para poder explicar as erupções passadas do Eta Carinae ou para prever seu comportamento futuro”, disse Ted Gull, astrofísico do Espaço Goddard, da NASA, e coordenador principal do grupo de pesquisa.

Os astrônomos estabeleceram que a mais brilhante das estrelas que compõem o Eta Carinae possui uma massa 90 vezes superior à do Sol e um brilho 5 milhões de vezes mais intenso. Sua companheira tem em torno de 30 massas solares e emite 1 milhão de vezes mais de luz que o Sol.

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22 de jan de 2015

Nosso planeta em movimento: A temperatura na Terra e o "efeito estufa"

A fina camada gasosa que forma a nossa atmosfera isola a Terra de temperaturas extremas. Ela mantém o calor dentro da atmosfera e também bloqueia a passagem da maior parte da radiação ultravioleta proveniente do Sol, impedindo-a de atingir a superfície terrestre.

A temperatura mais fria até hoje registrada na Terra foi obtida pela sonda Vostok em julho de 1983, no continente Antártico, -88o Celsius. Já a mais quente até hoje registrada na Terra foi obtida na Líbia, continente africano, em setembro de 1922, 58o Celsius.

Podemos então dizer que as temperaturas na Terra variam no intervalo entre -88o Celsius e 58o Celsius, o que equivale a um intervalo entre 185 K e 311 K, respectivamente.

A pequena quantidade de dióxido de carbono que existe permanentemente na atmosfera terrestre é extremamente importante para a manutenção da temperatura na superfície do nosso planeta via efeito estufa.

A atmosfera da Terra permite que uma parte da radiação infravermelha incidente sobre a superfície do planeta escape de volta para o espaço. No entanto, parte desta radiação é refletida pelas camadas inferiores da atmosfera de volta para a superfície do planeta. Ocorre então o efeito estufa, que aprisiona calor nessa atmosfera.

O efeito estufa eleva a temperatura da superfície da Terra cerca de 35o C acima do que ela teria se ele não existisse. Assim, graça ao efeito estufa a temperatura da Terra vai de um frígido -21o C para um confortável + 14o C. 

Sabemos que sem o efeito estufa os oceanos congelariam e a vida na Terra, tal como a conhecemos, seria impossível.

A atmosfera do nosso planeta é dividida verticalmente em quatro camadas. Essa divisão
baseia-se na temperatura encontrada nelas. 

Deslocando-nos da superfície da Terra para cima, vemos que as camadas atmosféricas se dividem da seguinte forma: 

  • Troposfera (com a sua tropopausa
  • Estratosfera (com a sua estratopausa
  • Mesosfera (com a sua mesopausa
  • Termosfera 

A troposfera e a tropopausa são conhecidas como atmosfera inferior. 

As regiões da estratosfera e mesosfera, juntamente com a estratopausa e a mesopausa, são chamadas de atmosfera média. 

A região da termosfera, ou seja a região da atmosfera que está acima da mesopausa, é chamada de atmosfera superior. 

Vejamos separadamente as propriedades de cada uma das regiões em que dividimos a atmosfera terrestre:

Troposfera 

A troposfera é a região mais baixa da atmosfera da Terra (ou da atmosfera de qualquer planeta). 

O nome troposfera provém da palavra grega tropos que significa "rodar", "misturar". Ela é a parte mais densa da nossa atmosfera e todos os processos físicos que determinam o clima da Terra e a formação de nuvens ocorrem nessa região. 

Algumas das características da troposfera: 

  • Ela se estende da superfície da Terra, seja ela sólida ou líquida, até uma altitude média de cerca de 12 quilômetros. No entanto, a troposfera não possui sempre a mesma altura. Próximo aos pólos ela alcança apenas cerca de 7 quilômetros de altura enquanto que no equador ela chega a 17 quilômetros.
  • As dimensões da troposfera também variam devido a condições climáticas.
  • A pressão varia de 1000 a 200 milibar.

  • A temperatura geralmente diminui com o aumento da altitude até alcançarmos a tropopausa que é o topo da troposfera.
  • A média da temperatura próxima à superfície é de cerca de 15o C mas chega a valores tão baixos quanto -57o C na tropopausa.
  • A troposfera termina no ponto onde a temperatura quase não varia ou não varia mais com o aumento da altitude. Essa área, conhecida como tropopausa marca a transição da troposfera para a estratosfera.
  • A concentração de umidade diminui com a altitude até chegar à tropopausa.
  • O ar é muito mais seco acima da tropopausa, na estratosfera.
  • O calor do Sol que aquece a superfície da Terra é transportado para cima na sua maior parte por convecção e é misturado por correntes ascendentes e descendentes.
  • A troposfera é formada por cerca de 70% de N2 e 21% de O2.
  • A densidade de moléculas é cada vez mais baixa à medida que vamos para maiores altitudes. Essa é a razão pela qual não conseguimos sobreviver nas regiões mais altas da troposfera pois ali não existe suficiente O2 para o nosso organismo.
Estratosfera 

A estratosfera começa logo acima da troposfera e possui as seguintes características: 

  • Ela se estende da parte superior da troposfera, a cerca de 17 quilômetros de altitude, até atingir 50 quilômetros de altitude. 
  • Comparada com a troposfera a estratosfera é seca e menos densa. Ela se caracteriza pela quase ausência de nuvens. Somente as nuvens mais altas, os cirrus, cirroestratus e cirrocumulos, estão na estratosfera inferior. 
  • A temperatura na estratosfera aumenta gradualmente com a altitude até atingir -3o C. Isso ocorre devido à absorção da radiação ultravioleta proveniente do Sol. 
  • A camada de ozônio, que absorve e espalha uma grande quantidade da radiação ultravioleta proveniente do Sol, está localizada na estratosfera. Ela impede que essa radiação atinja a superfície da Terra. Assim, o ozônio, um isótopo do oxigênio, é crucial para a sobrevivência dos seres vivos na Terra. 
  • 99% daquilo que chamamos de "ar" está localizado na troposfera e na estratosfera. 
  • A estratopausa é a região que separa a estratosfera da camada seguinte, a mesosfera.
Mesosfera 

A mesosfera começa logo acima da estratosfera, a cerca de 17 quilômetros de altitude, e se estende até 85 quilômetros de altitude, início da chamada ionosfera. A mesosfera possui as seguintes características: 

  • Na mesofera a temperatura outra vez diminui, rapidamente, à medida que nos deslocamos para altitudes cada vez maiores. Ela chega a atingir valores tão baixos quanto -93o C. 
  • Os elementos químicos existentes nessa região estão em estados excitados uma vez que eles absorvem diretamente a energia proveniente do Sol. 
  • A mesopausa separa a mesosfera da camada seguinte, a termosfera. 
Termosfera 

A termosfera começa logo acima da mesosfera e se estende até a altitude de 600 quilômetros, que consideramos ser o espaço exterior. Ela possui as seguintes propriedades: 

  • Na termosfera a temperatura aumenta novamente à medida que vamos para altitudes cada vez maiores. As temperaturas nessa região podem ser tão altas quanto 1727o C. Isso ocorre devido à energia incidente do Sol. 
  • As reações químicas ocorrem muito mais rapidamente do que na superfície da Terra. 
  • A termosfera inclui a exosfera e parte da ionosfera. Abaixo mostramos resumidamente as dimensões de cada camada atmosférica e qual o comportamento da temperatura em cada uma delas.



21 de jan de 2015

Espiral espetacular pode envolver a Via Láctea

Astrônomos precisaram de um século inteiro após a descoberto da primeira espiral celestial para
provar que a própria Via Láctea é uma espiral gigante.

Mapear uma galáxia não é fácil quando se vive dentro dela. Astrônomos precisaram de um século inteiro após a descoberto da primeira espiral celestial para provar que a própria Via Láctea é uma espiral gigante. Seus braços espirais comprimem gás e poeira interestelar, fazendo com que nuvens de gás se tornem densas, colapsem e criem novas estrelas; as estrelas recém-nascidas mais brilhantes iluminam os braços com tanta glória que galáxias espirais parecem brilhantes furacões cósmicos. A Via Láctea tem vários desses braços. Agora, astrônomos da China descobriram que um deles pode circundar a galáxia inteira, colocando nosso lar galáctico em um grupo de elite entre seus vizinhos espirais. 

O braço espiral é chamado de Scutum-Centaurus, em homenagem a duas das constelações vistas a partir da Terra por onde ele passa. Mesmo antes da nova descoberta, muitos astrônomos consideravam Scutum-Centaurus um dos maiores braços espirais da Via Láctea. Ele surge na extremidade da barra da Via Láctea, uma longa estrutura em forma de charuto no centro da galáxia. O braço se estica para fora em sentido anti-horário, passando entre nós e o centro galáctico antes de se estender totalmente até o outro lado da Via Láctea. Em 2011, astrônomos descobriram que esse braço chega até o lado mais distante da galáxia e volta a se aproximar do nosso lado. 

Agora o astrônomo Yan Sun do Observatório da Montanha Púrpura em Nanjing, na China, e seus colegas sugerem que o Braço Scutum-Centaurus pode se estender ainda mais longe. Usando um grande radiotelescópio com um prato de 13,7 metros, os astrônomos procuraram as densas nuvens de gás interestelar que marcam braços espirais. Esse gás é composto principalmente de hidrogênio molecular, algo difícil de detectar. Em vez disso, a equipe de Sun procurou ondas de rádio da segunda molécula mais numerosa, o gás monóxido de carbono. 

Os astrônomos detectaram 48 nuvens moleculares novas, além de 24 outras que pesquisadores anteriores já haviam observado na galáxia exterior. As nuvens ficam cerca de duas vezes mais longe do centro da galáxia que nosso sistema solar: enquanto o Sol está localizado a cerca de 27 mil anos-luz do centro galáctico, as novas nuvens ficam de 46 a 67 mil anos-luz de distância. Como os astrônomos relatam na edição de 10 de janeiro de 2015 do periódico The Astrophysical Journal Letters, essas 72 nuvens se alinham ao longo de um segmento anteriormente desconhecido do braço espiral que tem cerca de 30 mil anos-luz de comprimento.

BRAÇO AO REDOR DA GALÁXIA: Scutum-Centaurus pode ser o mais longo braço espiral da galáxia, envolvendo a Via Láctea inteira. O braço começa na extremidade da barra galáctica e espirala para fora em sentido anti-horário; a extensão de 2011 desse braço está marcada pelos símbolos azul-turquesa no canto inferior direito, enquanto a nova extensão é marcada pelos símbolos azul-turquesa no canto superior direito. O Sol é o ponto vermelho no Braço de Órion (Local) 

O mais impressionante, de acordo com os astrônomos, é que o segmento pode se estender da parte mais externa de Scutum-Centaurus, o que tornaria esse braço ainda mais longo. Se for o caso, o braço realmente realiza um giro de 360 graus ao redor da galáxia. “Isso é incrível”, declara Robert Benjamin, da University of Wisconsin-Whitewater, astrônomo que não se envolveu na descoberta. “Isso é raro”, observa Thomas Dame, astrônomo do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. “Eu aposto que precisaríamos observar dezenas de imagens de galáxias espirais para encontrar uma que nos convencesse de que seria possível acompanhar um braço que desse uma volta de 360 graus”. Dame ajudou a descobrir a extensão de 2011 do Braço Scutum-Centaurus. “Minha impressão era que havíamos encontrado o final dele”, declara o pesquisador, “Então eu fiquei muito surpreso ao ver isso”. 

Mas existe um problema: um intervalo com 40 mil anos-luz de comprimento entre o fim do segmento que astrônomos descobriram em 2011 e o início do novo. Assim, apesar de Benjamin e Dame alegarem que as nuvens quase certamente representam a descoberta de um novo segmento de braço espiral, ele pode não ser realmente parte do Braço Scutum-Centaurus. Felizmente, cientistas sabem como testar a nova alegação: procurar por nuvens moleculares no intervalo. “Nos próximos anos, deve ser fácil confirmar ou refutar a hipótese deles”, explica Benjamin. 

Se a proposta se sustentar, nossa galáxia vista de longe deve ser mais impressionante do que se pensava anteriormente. A maioria das espirais é modesta, mas algumas galáxias prestigiosas, conhecidas como Espirais de “Grand Design” [desenho majestoso/grandioso, em tradução livre], ostentam sua beleza. O protótipo é a incrível Galáxia do Rodamoinho, uma das mais belas em todo o Universo. “Eu não acho que sejamos tão espetaculares quanto a Galáxia do Rodamoinho”, lamenta Benjamin. O Rodamoinho provavelmente deve sua aparência formidável a uma galáxia que a orbita, acelerando seu disco e intensificando sua espiral. Em nossa galáxia, a barra em rotação pode desempenhar um papel semelhante, e a tentadora descoberta de um braço espiral em 360 graus, aponta Benjamin, certamente fortalece a ideia de que nós também vivemos em uma Espiral de Grand Design – uma galáxia tão atraente que pode provocar inveja em suas vizinhas espirais a milhões de anos-luz de distância. 

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