GPS Galático pode ser capaz de detectar ondas gravitacionais

Astrônomos descobriram 17 pulsares de milisegundos em nossa galáxia, estudando desconhecidas fontes de alta energia detectadas pelo Fermi, Telescópio Espacial de raios-gama da NASA. Estes corpos celestes poderiam ser "GPS galácticos", utilizados para detectar ondas gravitacionais que passam perto da Terra.

Pulsares de milisegundos são os relógios de longo prazo mais precisos da natureza e possuem a mesma estabilidade que os seus relógios rivais, os relógios atômicos construídos pelos homens. Uma monitorização precisa de mudanças de tempo em  todos estes pulsares  poderiam permitir que a primeira detecção direta de ondas gravitacionais - uma conseqüência muito procurada da teoria da relatividade de Einstein - ocorra.

"O Sistema de Posicionamento Global (GPS) usa o tempo de demora entre relógios de satélites para determinar onde você está na Terra", explicou Scott Ransom do Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia. "Da mesma forma, acompanhando as mudanças de tempo de vários pulsares de milisegundos espalhados por todo o céu, poderemos ser capazes de detectar a passagem de ondas gravitacionais. "

Um pulsar gira incrivelmente rápido e são altamente magnetizados pelo seu núcleo. Eles são o "resto" de uma explosão de uma estrela maciça. Por causa de seus poderes de rotação, de intensa emissão de raios-gama, de rádio e de partículas carregadas, eles ficam cada vez mais lentos à medida que envelhecem. Mas isso pode mudar se um pulsar em envelhecimento for membro de um sistema binário contendo uma estrela normal. O fluxo de gás da estrela pode girar o pulsar até centenas de rotações por segundo e permitir que ele retome o seu farol de radiação.

O mais antigo pulsar gira centenas de vezes por segundo - mais rápido que um liquidificador da cozinha. Estes pulsares de milisegundos foram rejuvenescidos por incorporar matéria de uma estrela companheira, como no processo explicado acima.


Os círculos coloridos na imagem a esquerda indicam as posições dos novos pulsares catalogados na carta celeste de Fermi de um ano todo.

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Astrônomos descobrim o primeiro pulsar de milissegundos há 28 anos atrás", disse Paul Ray do Laboratório de Pesquisa Naval, em Washington. "Encontrá-los com exames de rádio em todo céu requer tempo e esforço, e encontramos um total de cerca de 60 no disco da galáxia desde então. Fermi nos aponta para objectivos específicos. É como ter um mapa do tesouro."

As fontes de Fermi detectadas não são associadas a qualquer objeto emissor de raios-gama conhecidos e que não mostram evidências de comportamento pulsante. No entanto, os cientistas consideraram provável que muitas destas fontes não identificadas poderiam ser pulsares.

Para um olhar mais detalhado em comprimentos de onda de rádio, Ray construiu o Consórcio de Busca de Pulsares pelo Fermi e recrutou muitos astrônomos de rádio com experiência no uso dos cinco maiores radio-telescópios do mundo - o National Radio Astronomy Observatory, o telescópio Robert C. Byrd Green Bank em W.Va., o Observatório Parkes, na Austrália, o Nancay Rádio Telescópio na França, o Effelsberg Rádio Telescópio na Alemanha e no telescópio de Arecibo, em Porto Rico.

Depois de estudar cerca de 100 alvos, e com uma intensiva análise de dados de computação ainda em curso, o número de descobertas aumentou consideravelmente.

"Outras pesquisas levaram uma década para descobrir que muitos destes pulsares são como os que temos", disse Ransom, que liderou um dos grupos da descoberta. "É uma vantagem enorme o Fermi nos dizer para onde olhar".

Quatro dos novos objetos são "Viúvas negras", assim chamados porque a radiação do pulsar está destruindo a estrela companheira que ajudou a rejuvenescê-lo.

"A massa de algumas destas estrelas estão sendo reduzidas a dezenas de massas de Jupíter", disse Ray.  "Dobramos o número conhecido destes sistemas no disco da galáxia, que nos ajudará a entender melhor como elas evoluem."

O Telescópio Espacial Fermi de Raios-Gama da NASA é uma parceria de astrofísica e física das partículas, desenvolvida em colaboração com o Departamento de Energia, juntamente com importantes contribuições de instituições acadêmicas e parceiros em França, Alemanha, Itália, Japão, Suécia e os E.U.A. A Nacional Radio Astronomy Observatory é uma gentileza do National Science Foundation e é operado sob um acordo cooperativo pela Associated Universities, Inc.
 

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Créditos: 

• Data:
• 27/02/10

• Informação: 
• NASA

• Imagens: 
• No topo, Concepção artística de pulsares, clique aqui para assitir uma animação. 
• Carta Celeste de Fermi: Créditos de NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

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Um pequeno telescópio vai muito longe

Astrônomos da Nasa conseguiram demonstrar que um telescópio pequeno como David pode enfrentar perguntas grandes como Golias no estudo de exoplanetas terrestres (planetas semelhantes à Terra em torno de outras estrelas). Seu trabalho, informado hoje na revista Nature, fornece uma nova ferramenta para observatórios em terra, prometendo acelerar a procura de moléculas orgânicas em planetas fora do sistema solar. Este pode ser um grande impulso para a astrobiologia.

Os cientistas encontraram uma nova técnica, utilizada com um telescópio (terrestre) relativamente pequeno para identificar moléculas orgânicas na atmosfera de um planeta do mesmo tamanho de Júpiter que está a quase 63 anos-luz de distância. A medição revelou detalhes da composição e das condições da atmosfera do exoplaneta, uma conquista sem precedentes de um observatório fico na Terra.

A surpreendente nova descoberta vem de um telescópio de 30 anos, 3 metros de diâmetro, que está entre  os 40 maiores telescópios terrestres - Telescópio Infravermelho Facility da NASA, em Mauna Kea, Havaí.

A nova técnica promete acelerar ainda mais o trabalho de estudar atmosferas planetárias, permitindo os estudos do solo; antes isto era possível apenas através de alguns telescópios espaciais de altíssimo desempenho. "Dadas as condições favoráveis de observação, este trabalho sugere que nós possamos ser capazes de detectar moléculas orgânicas na atmosfera de planetas terrestres com os instrumentos existentes", disse o autor Mark Swain, um astrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena, Califórnia. Isso pode permitir avanços rápidos e econômicos em estudos focados nas atmosferas dos exoplanetas, acelerando a nossa compreensão sobre eles..

Esta concepção artística mostra o sistema planetário chamado HD 189733, localizado a 63 anos-luz de distância.

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"O fato de ter usado um telescópio terrestre relativamente pequeno  é emocionante porque implica que os maiores telescópios no chão, usando esta técnica, podem ser capaz de caracterizar exoplanetas terrestres", disse Swain.

Atualmente, mais de 400 exoplanetas são conhecidos. A maioria deles são gasosos como Júpiter, mas alguns deles podem ser grandes planetas terrestres/rochosos; tanto que muitos cientistas os chamam de "super-Terras". Um planeta parecido com a Terra, ou seja, que tem o mesmo tamanho e a mesma distância de sua estrela, ainda não foi descoberto. A Missão Kepler da NASA está à procura deles agora e espera-se encontrar vários desses mundos até o final de seus três anos e meio de duração.

Em 11 de agosto de 2007, Swain e sua equipe apontaram o telescópio de infravermelho para um "Júpiter quente", classificado como HD 189733b. A cada 2,2 dias, o planeta orbita uma estrela do tipo K da seqüência principal - ligeiramente mais frio e menor do que o nosso sol. HD189733b já rendeu fantásticos avanços na ciência exoplanetária, incluindo detecção de vapor de água, metano e dióxido de carbono, usando telescópios espaciais. Usando a nova técnica, os astrônomos detectaram com sucesso o dióxido de carbono e metano na atmosfera do planeta.  O método foi utilizar um espectrógrafo, que divide a luz em seus componentes para revelar as assinaturas espectrais, distinguindo produtos químicos diferentes. Seu trabalho foi fundamental  para o desenvolvimento de um novo método de calibração, ajudando a eliminar erros de observação sistemática, causados pela variabilidade e instabilidade da atmosfera da Terra.

"Como conseqüência deste trabalho, temos agora a excitante perspectiva de que outros pequenos telescópios terrestres devidamente equipados devem ser capazes de caracterizar exoplanetas", disse John Rayner, um cientista de apoio do telescópio infravermelho Facility da NASA que construiu o espectrógrafo denominado "Spex", utilizado para estas medições. "Em alguns dias, não podemos nem mesmo ver o sol com o telescópio, e o fato impressionante é que em outros dias, podemos obter um espectro de um exoplaneta que está a 63 anos-luz"

Esta imagem nos informa sobre como os astrônomos medem as "assinaturas" espectrais de produtos químicos presentes na atmosfera de planetas que orbitam outras estrelas, chamados exoplanetas.

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No curso das suas observações, a equipe encontrou uma brilhante e inesperada emissão de infravermelho do metano que se destaca na face iluminada do HD189733b, indicando algum tipo de atividade na atmosfera do planeta. Swain disse que esta característica intrigante pode estar relacionado com o efeito da radiação ultravioleta da estrela do planeta-mãe ser absorvido pela atmosfera superior do planeta, mas um estudo mais detalhado é necessário. " "Esta característica indica as surpresas que nos esperam quando nós estudamos atmosferas de exoplanetas", acrescentou.

"Um objetivo imediato para a utilização desta técnica é a mais completa caracterização da atmosfera deste e de outros exoplanetas, incluindo a detecção de moléculas orgânicas e, possivelmente moléculas pré-bióticas (como aquelas que o precederam a evolução da vida na Terra)", disse Swain. "Estamos prontos para realizar essa tarefa." Algumas metas iniciais serão as super-Terras. Usado em sinergia com as observações do Hubble, da NASA, o Spitzer e o futuro James Webb Space Telescope, a nova técnica "nos dará uma maneira absolutamente brilhante para caracterizar super-Terras", disse Swain.

Outros autores são Pieter Deroo, Gautam Vasisht e Pin Chen do JPL; Caitlin A. Griffith, da Universidade do Arizona, em Tucson, Giovanna Tinetti, do University College de Londres, Ian J. Crossfield da UCLA; Azam Thatte do Instituto de Tecnologia da Geórgia, Atlanta ; Jeroen Bouwman, Cristina Afonso e Thomas Henning do Instituto Max-Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha; e Daniel Angerhausen do alemão SOFIA Institute, Stuttgart, Alemanha.

O trabalho foi realizado com financiamento do Instituto da NASA de Ciência Espacial em Washington, DC. O telescópio infravermelho Facility da NASA é gerido pela Universidade do Havaí, do Instituto de Astronomia. JPL é gerida pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia para a NASA.

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Créditos:

Informação: NASA

Imagens:
No topo, telescópio infravermelho Facility da NASA, Copyright Ernie Mastroianni.
Concepções artísticas pelo JPL-Caltech / NASA

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O fascínio dos cometas

Cientistas querem descobrir qual a origem do sistema solar através do estudo dos cometas; boxe sobre possíveis catástrofes provocadas por cometas.

Sempre foram um espetáculo para os observadores. Mas os cientistas também querem arrancar deles a verdade sobre a origem do sistema solar.

No Laboratório Nacional de Astrofísica, no Pico do Dias, município mineiro de Brasópolis, houve noites em que os astrônomos desviaram o foco dos telescópios das regiões mais longínquas do Universo e solenemente desprezaram a possibilidade de enxergar novas galáxias, estrelas ou até mesmo corpos estranhos como os quasares. Em vez disso, como tantos outros colegas e observadores amadores do mundo todo, eles se aglomeraram feito crianças no observatório, a 1860 metros de altura, e, sem se importar com o ar gelado da montanha, ficaram pacientemente esmiuçando o céu à procura de um risco luminoso.

Foi emocionante, recorda o fotógrafo Rodrigo Campos, do Observatório Nacional. De setembro de 1985 a julho de 1986, sob orientação do professor Oscar Matsuura, da Universidade de São Paulo, Rodrigo tirou 280 placas fotográficas daquele risco - o caprichoso cometa Halley. Para ele, como para os demais observadores do cometa, a aparição do Halley foi um evento único, pelo qual valia a pena esquecer temporariamente todas as outras pesquisas. Não tanto pelo visual, porque o Halley não foi tão espetacular assim. Mas pelo fascínio que cerca o seu aparecimento", explica Rodrigo. Ex-fotógrafo de publicidade que há dez anos se dedica a registrar o desfile de astros no céu, ele já viu e fotografou os cometas menos populares mas não menos importantes que o Halley, como o Giacobini-Zinner, Wilson e IRAS-Araki-Alcock.

Essa predileção pelos cometas, como ele mesmo define, não tem nada a ver com a forma majestosa desses astros - uma fita de luz de quilômetros de comprimento, às vezes mais brilhante do que qualquer estrela. Por isso, os antigos poeticamente associavam os cometas a mulheres de longas cabeleiras penteadas pelo vento para trás. E daí a origem do nome, derivado da palavra grega que significa cabelo. Mas os modernos astrônomos não estão preocupados com poesia. Para eles, os cometas são dignos de estudo como relíquias do passado, fósseis siderais de 4,6 bilhões de anos, remanescentes dos primeiros tempos de formação do sistema solar. Armazenados na chamada Nuvem de Oort, além de Plutão, estão protegidos pela distância dos efeitos da radiação e do impacto dos meteoritos. Além disso, não manifestam naquelas lonjuras atividade vulcânica nem outros fenômenos que afetaram satélites e planetas.

De vez em quando, por algum motivo ainda mal compreendido - que pode ser a passagem de uma estrela ou mesmo o efeito das marés da Via Láctea (como entre a Lua e a Terra)-, rompe-se o equilíbrio gravitacional que mantém os cometas quietos e a distância, e alguns deles desabam para as vizinhanças do Sol. Isso não é muito raro. "Acho que observamos uma média de dez visitas por ano", calcula o astrônomo e matemático Masayoshi Tsuchida, da Universidade de São Paulo. Em setembro, por exemplo, estamos recebendo o cometa Brorsen-Metcalf. Será a terceira vez que se tem conhecimento de que ele dá uma volta pelo sistema solar e a primeira prevista com antecipação.

Mas, para desapontamento do fã-clube terrestre, nem sempre - ou melhor, quase nunca - os cometas anunciam a sua chegada com a pompa do Halley. Em geral, aparecem como meros borrões no céu e fica por conta da imaginação ou do alcance dos instrumentos óticos vê-los como são. Os núcleos são uma espécie de iceberg - pedaços de rocha cobertos de gelo de cerca de 5 a 10 quilômetros de diâmetro. A medida que se aproximam do Sol, algumas porções do gelo começam a derreter. Na sua superfície formam-se gêiseres que derramam jatos de partículas finas ao redor. A gravidade do núcleo é tão pequena que qualquer lufada de gás e poeira escapa para o espaço. Assim, esses icebergs passam a ser envolvidos por uma nuvem de poeira, cristais de gelo e gás. É a coma ou cabeleira.

A última metamorfose é a mais espetacular e intrigante: aparece a cauda, ou o véu de partículas finas, sopradas em direção contrária ao Sol, sem a qual nenhum cometa consegue manter o seu prestígio. As vezes, até exageram: ganham duas ou mais caudas, uma reta, azul, de gás ionizado, outra mais curva, amarela, de poeira. Essas caudas, porém, são a mais ilusória de todas as partes do cometa na verdade são quase um truque de ótica. Compostas de partículas ínfimas e rarefeitas, quase não têm massa. O que as torna visíveis e espetaculares é a luz do Sol refletida - como os primeiros raios da manhã que percorrem uma superfície empoeirada. O fenômeno é conhecido desde o século XVII, quando o físico inglês Isaac Newton (1643-1727) sugeriu que "a cauda de um cometa com milhares de quilômetros de comprimento, se submetida ao mesmo grau de condensação da Terra, poderia ser facilmente guardada num dedal".

Em fotos tiradas por um satélite da Força Aérea americana, descobriu-se que alguns cometas seguem uma trajetória tão próxima do Sol que acabam sendo engolidos por ele. Outros possuem órbitas quase parabólicas, com períodos de milhares de anos. Há ainda aqueles cuja passagem pelo sistema solar se restringe a uma única vez. Mas um bom número de cometas sofre uma drástica alteração de sua trajetória quando passa perto de um planeta - em geral Júpiter, o maior de todos - e por isso fica aprisionado no sistema solar. Depois de vários retornos, esses cometas perdem muito material, tornam-se menos ativos, levantam pouca poeira e a cauda deixa de ser tão espetacular.

Por tudo isso, os cometas podem ser classificados como astros inconstantes; embora relativamente freqüentes, descobri-los é quase como ganhar na loteria. "Para os astrônomos profissionais é muito mais difícil flagrá-los pela primeira vez", comenta o carioca João Luiz Kohl, do Observatório Nacional, cuja tese de doutoramento, sobre a rotação do Halley, foi feita no Observatório de Medon, em Paris. Ele explica que "no apertado cronograma das observações, não sobram noites para procurar astros tão caprichosos". Segundo Kohl, os cometas são normalmente descobertos por amadores - insistentes caçadores desses corpos celestes, que por conta própria exploram sistematicamente o espaço e percebem a presença de um ponto de luz onde só havia treva.

É o caso do fazendeiro Vicente Ferreira de Assis Neto, que observa cometas há trinta dos seus 52 anos de vida. Longe da poluição atmosférica e das luzes ofuscantes das grandes cidades, ele instalou em suas terras no município de São Francisco de Paula, no oeste de Minas, um telescópio de 30 centímetros, com o qual fez uma descoberta independente do cometa White-Ortiz-Bolelli, a 23 de maio de 1970, cinco dias depois que foi avistado pela primeira vez.

O cometa recebeu esse nome em homenagem a seus três descobridores: o então estudante australiano G.L. White e o piloto Emílio Ortiz, da Air France, e o astrônomo profissional Carlos Bolelli, do Observatório de Cerro Tololo, no Chile. Assis Neto, que mantém correspondência com a União Astronômica Internacional, não perde a esperança de dar seu próprio nome a um cometa: "Tenho certeza de que vou descobrir mais um nos próximos anos", confia.

Por sorte, a tentativa de compreender os cometas conta com preciosos aliados do passado. Em toda a História foram catalogados cerca de mil cometas, embora algumas centenas tenham sido avistados em mais de uma aparição. Seu estranho comportamento, associado à crendice de que os movimentos dos corpos celestes influenciam os destinos humanos, fizeram com que, no passado, os cometas fossem ligados a acontecimentos excepcionais - bons e maus. Após a passagem de um cometa em 64 d.C., por exemplo, o imperador romano Nero teria ordenado uma de suas célebres matanças. A estrela de Belém, que os astrônomos modernos supõem tratar-se de uma conjunção de Júpiter e Saturno ocorrida no ano 6 a.C., foi retratada por Giotto no afresco de 1304, Adoração dos Magos, como um cometa. Outro espécime foi registrado pelas crônicas européias do século XII, coincidindo com a época das cruzadas - e tanto cristãos como mouros teriam pensado tratar-se de maus presságios.

O pensador grego Aristóteles, do século III a.C., acreditava que os cometas fossem gases luminescentes espalhados na atmosfera terrestre. Essa concepção só foi abandonada no século XVI, quando o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601) demonstrou que o cometa de 1577 passou a pelo menos seis vezes a distância da Lua. Mesmo assim, muito tempo depois ainda se acreditava que os cometas fossem astros transitórios, bem diferentes das estrelas e planetas. Essa idéia sobreviveu até aos cálculos de Kepler, Copérnico e Galileu no século XVI sobre o movimento dos astros. Só a partir do século XVII, quando Newton mostrou que todos os corpos pesados se movem uns em torno dos outros segundo as leis rígidas de gravitação, começou-se a pensar que também os cometas deveriam ter uma órbita.

Coube a um amigo de Newton, o astrônomo, também inglês, Edmond Halley (1656-1742), provar que o cometa por ele observado em 1682 era o mesmo de 1456, 1531 e 1607 - e que os chineses já o haviam registrado desde 240 a.C. Halley previu então a sua volta para 1758. Ele morreu dezessete anos antes de ver confirmada a hipótese. Mas na data prevista, brilhando de novo entre as estrelas, lá estava o cometa - o mesmo que em 1986, 228 anos depois, causaria tanto entusiasmo entre os astrônomos do Laboratório Nacional de Astrofísica, em Minas. Se nesta sua mais recente aparição o astro que passou para a História com o nome de Halley não deu um show de primeira grandeza como se esperava, a Astronomia proporcionou um espetáculo à parte. Milhares de estudos, medições e análises - em terra e por meio de sondas espaciais - ainda estão esmiuçando todos os seus segredos.

Ao cortar a cabeleira do Halley, quando chegou a cerca de 500 quilômetros do seu núcleo, a sonda européia Giotto foi a grande estrela dos astrônomos. Ela resistiu milagrosamente à chuva de poeira e mandou 3 mil fotos eletrônicas do coração do cometa, que mede 15 quilômetros de comprimento por 4 de largura. Antes dessa sonda, outras quatro pequenas naves repletas de instrumentos - as japonesas Sakisake e Suisei e as soviéticas Vega 1 e 2 - circularam pelas imediações. Os Estados Unidos reutilizaram dois de seus satélites no espaço, a Pioneer 12, em órbita de Vênus, e o Solar Maximum Mission, para acompanhar o Halley. Depois da passagem de todas essas sondas, os cientistas do Programa Internacional de Observação do Halley puderam descrever o núcleo do cometa como "uma batata torta com a superfície coberta de irregularidades que lembram montanhas, vulcões e crateras".

Essa batata torta é uma bola de gelo e de grãos de rocha de silicatos, além de compostos moleculares, alguns dos quais orgânicos, isto é, formados à base de carbono. A presença desses compostos levou cientistas como o astrônomo inglês e dublê de escritor de ficção científica Fred Hoyle e o cingalês Chandra Wickramasinghe a sustentar uma hipótese no mínimo imaginosa: ao longo de centenas de milhões de anos, segundo eles, células primitivas, talvez bactérias espalhadas pelo espaço interestelar, teriam se incorporado a cometas quando estes se condensaram a partir da nebulosa solar. Essas células, afirmam os cientistas, poderiam ter chegado à Terra trazidas por um desses astros que se chocaram com o planeta há bilhões de anos.

Que ocasionalmente cometas atingem a Terra parece certo. Alguns cientistas acreditam, por exemplo,que uma pequena parte de um cometa chamado Encke explodiu na atmosfera da Sibéria central, a nordeste da Rússia, em 1908, causando um tremendo incêndio na floresta de Tunguska, que aniquilou árvores numa área de 500 quilômetros quadrados (SI n.º 12, ano 2). As superfícies da Lua e de outros satélites - preservados da erosão provocada por ventos e pela água - também exibem a marca de inúmeras colisões com corpos que vieram do espaço. Muitos destes, dizem os astrônomos, podem ter sido cometas - vivos e mortos. Os cometas vivos ainda estariam em plena atividade. Já os mortos teriam perdido boa parte da matéria após várias passagens pela proximidade do Sol e formariam centenas de asteróides com órbitas que cruzam a da Terra.

Mas a idéia de que as condições típicas de um cometa seriam propicias à existência da vida é um pouco difícil de aceitar. Mesmo assim, dois cientistas ingleses - o Prêmio Nobel de Medicina de 1962, Francis Crick, co-descobridor da estrutura molecular do DNA (o constituinte fundamental dos genes), e o químico Leslie Orgel propuseram uma alternativa igualmente curiosa. Para eles, os cometas teriam trazido no núcleo os precursores químicos da vida, em forma de aminoácidos e outras moléculas. Há alguns meses, químicos do Instituto Scripps de Oceanografia, na Califórnia, identificaram dois tipos de aminoácidos de origem extraterrestre em rochas datadas de 65 milhões de anos.

A descoberta veio acrescentar um pouco mais de romance à vida já fantástica dos cometas. Discute-se, por exemplo, se um deles teria sido responsável pela extinção dos dinossauros, há 65 milhões de anos. A tese foi apresentada pela primeira vez em 1979, pelo Prêmio Nobel de Física Luis Alvarez e por seu filho, o geólogo Walter Alvarez. Para eles, um cometa ao chocar-se com a Terra produziu poeira suficiente em suspensão para que o céu escurecesse, como ocorreria hoje depois de uma guerra nuclear. A ausência de luz solar faria a temperatura cair, levando à extinção a maioria das espécies da Terra, entre elas os dinossauros.

Enquanto muitos aspectos da história dos cometas já foram compreendidos, outros ainda continuam um completo mistério. As pesquisas, portanto, prosseguem. A agência espacial americana NASA pretende lançar nos próximos anos a nave CRAF (sigla em inglês de Encontro com Cometa e Sobrevôo de Asteróide), que tentará interceptar um cometa até o final do século. Será um encontro e tanto. Segundo o astrônomo Kohl, do Observatório Nacional, "a CRAF disporá de um perfurador parecido com o que se usa nos poços de petróleo para retirar uma amostra do material que compõe o núcleo do cometa".

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Fonte: Lamentamos, mas não temos certeza a quem este artigo pertence. Por favor responsável, fale conosco, para assim colocarmos os devidos créditos. Acreditamos que possa ser de uma dessas fontes:

Revista "Super Interessante"; Revista "PLANETA"; Revista "MUNDO ESTRANHO"; Revistas sensacionalistas; http://ciencia.hsw.uol.com.br, ou da Revista VEJA.

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O Futuro do Sistema Solar

Que vai acontecer com o Sol e os planetas nos próximos bilhões de anos? Muita coisa ruim: Mercúrio e Vênus vão desaparecer e a Terra ficará sem água.

Como todas as estrelas, o Sol um dia ficará velho – e isso decretará devastadoras mudanças nos oito planetas que o rodeiam. Quando envelhecer, daqui a 5 bilhões de anos, o grande astro, onde cabe 1 milhão de planetas como o nosso, ficará 10 mil vezes maior ainda. Tamanha expansão o levará a ocupar no espaço o lugar por onde hoje passa a Terra em sua órbita. Será o apocalipse em todo o sistema solar. O colossal acréscimo de calor fará montanhas enormes tremer como geléia, luas geladas começarão a derreter-se e atmosferas espessas devem aparecer onde nunca antes soprou a mais leve brisa.

O destino do Sol já está traçado. Ele se formou há cerca de 4,6 bilhões de anos, junto com os planetas, do colapso de uma nuvem de gás e poeira. Sob o efeito da compressão, a temperatura no interior dessa estrela aos poucos chegou a 10 milhões de graus. Nesse ponto, as reações nucleares no seu interior começaram a transformar o hidrogênio em hélio. No período que então se iniciou, que os astrônomos chamam seqüência principal, a energia interna contrapôs-se à pressão gravitacional da própria estrela, que assim parou de se contrair, mantendo-se constante. Calcula-se que o Sol permaneça mais 5 bilhões de anos nessa fase - a mais longa da vida de uma estrela.

Durante esse período, no qual surgiu e se multiplicou a vida na Terra, seu brilho só tende a aumentar. Ao surgir, o Sol tinha apenas 70% do brilho atual. No fim da seqüência principal, a luminosidade será três vezes maior do que a atual. Naturalmente, essa variação se reflete nos planetas. Depois de se formarem, todos os três pequenos planetas irmãos - Vênus, Terra e Marte - provavelmente tinham água em estado líquido, o que é meio caminho andado para o aparecimento da vida. A água aparece quando a temperatura está acima de 0°C e a pressão em torno de 6 milibares (1 milibar é 1 milésimo de uma atmosfera terrestre).

Em Vênus, que recebe do Sol duas vezes mais energia do que a Terra, a temperatura começou a aumentar em conseqüência de um fenomenal efeito estufa que teria destruído o oceano primitivo. A água que existia no planeta evaporou-se e se acumulou na atmosfera. O vapor ali funcionou como um gigantesco cobertor, impedindo que o calor escapasse para o espaço depois de refletido pelo planeta. Em seguida, a radiação solar ultravioleta decompôs as moléculas de vapor de água em hidrogênio e oxigênio.

O hidrogênio, mais leve, escapou para o espaço. O oxigênio acabou voltando para o planeta, combinando-se quimicamente com o material rochoso da superfície. Outro gás presente no efeito estufa venusiano - o dióxido de carbono expelido pelos vulcões - se acumulou na atmosfera do planeta, de onde não foi removido pelas chuvas, ao contrário do que aconteceu na Terra. A temperatura em Vênus hoje é de 550°C, o dobro do que seria sem o efeito estufa.

Que aconteceu ao nosso planeta na época em que o Sol brilhava menos? Teoricamente, toda a água da Terra teria ficado congelada. Mas não há evidências de que isso ocorreu. A explicação pode estar no efeito regulador do dióxido de carbono como gás do efeito estufa. Os oceanos não se congelaram e a água manteve um volume estável porque a atmosfera terrestre era mais rica em dióxido de carbono, e a temperatura do solo mais alta. Mas, à medida que o Sol se tornou mais brilhante, mais água evaporou. As chuvas também aumentaram, trazendo o dióxido de carbono à superfície. O gás passou a fazer parte da crosta terrestre, incorporando-se às rochas, só em parte ínfima voltou à atmosfera terrestre alguns tempo depois, quando passou a ser liberado pelos vulcões.

Marte, como a Terra, também tinha água quando sua atmosfera era mais densa. Mas ali não havia a mesma atividade geológica que marcou a face terrestre - talvez porque o planeta esfriasse depressa em conseqüência do seu pequeno tamanho. Sem a realimentação da atmosfera pelo dióxido de carbono dos vulcões, o ar de Marte foi se tornando mais fino e a água no estado líquido aos poucos desapareceu da sua superfície. A idade das crateras marcianas indica que os canais escavados pela água devem estar secos há bilhões de anos. Os cientistas imaginam que abaixo da superfície exista um reservatório de gelo capaz de cobrir o solo marciano com 10 metros de água. Toda essa água pode aflorar à superfície daqui a 1 bilhão de anos, quando a energia solar aumentar 20%.

O calor deve sublimar (vaporizar diretamente do estado sólido) a água e o dióxido de carbono que também estaria congelado nas calotas polares marcianas. O aumento da pressão atmosférica acabará permitindo o aparecimento de água líquida nas regiões onde a temperatura chegar a 0°C. Em todo o planeta, a temperatura média deve aumentar 10°C. O calor adicional armazenado pelo efeito estufa garante que não faltará água durante os verões marcianos. Exposta à atmosfera, no entanto, esta água deve evaporar facilmente. Então, como no período anterior, durante os 10 milhões de anos seguintes, o dióxido de carbono será removido da atmosfera; não havendo atividade geológica, ficará retido na crosta marciana.

Nos próximos 3 bilhões de anos, quando o brilho do Sol aumentar mais da metade, a atmosfera de Marte será constituída principalmente de vapor de água. Desta vez, o calor - haverá um aumento de 25°C na temperatura -, a chuva e a erosão tornarão o clima mais parecido com o da Terra. Esse úmido paraíso marciano, a longo prazo, só será ameaçado pela radiação solar ultravioleta. Como ocorreu em Vênus, as moléculas de água, expostas à radiação, devem se quebrar em hidrogênio e oxigênio, O hidrogênio se perderá no espaço e o oxigênio ficará acumulado na atmosfera. O vapor de água vai acabar desaparecendo. Isso não acontece na Terra porque o nitrogênio é o gás dominante na atmosfera e o vapor fica confinado nas nuvens mais baixas.

De 1 a 3 bilhões de anos adiante, quando Marte estiver começando a ser um planeta hospitaleiro, a Terra estará a caminho de se tornar um deserto. O fenômeno terá causas naturais: um aumento de 10% no fluxo de energia solar sobre a parte mais alta da atmosfera terrestre nos próximos 500 milhões de anos. Isso tenderá a acelerar o efeito estufa como um círculo vicioso. Os oceanos aumentam a evaporação e a evaporação eleva a temperatura. Mais vapor de água na atmosfera bloqueando a passagem do calor tende a aumentar a evaporação. Deixando de lado a hipótese de alguma intervenção humana, que poderia retardar ou apressar esse processo, toda a vida na Terra estará extinta entre os próximos 2 e 3 bilhões de anos.

Passados 10 bilhões de anos desde a sua formação, o núcleo do Sol terá queimado todo o seu hidrogênio. O hélio, por sua vez, começará a se contrair sob o efeito da própria gravidade. Será o fim da seqüência principal. Para compensar a contração do núcleo, as camadas externas do Sol vão começar a se expandir e a esfriar. Ele se tornará uma estrela muito maior e mais brilhante e sua cor deixará de ser branca ou amarela para adquirir um tom vermelho. Os astrônomos chamam essa fase gigante vermelha. Mais 1 bilhão de anos e o Sol chegará a metade de sua distância atual de Mercúrio. Se alguém na Terra ainda estivesse vivo, veria o Sol cinqüenta vezes maior no céu e 300 vezes mais brilhante do que hoje. Mercúrio e Vênus vão derreter-se e a temperatura na Terra pode chegar a 750°C.

Enquanto isso, que estará acontecendo com os planetas gigantes além de Marte e seus satélites gelados? Três das quatro grandes luas de Júpiter, chamadas galileanas, com vastos depósitos de água congelada, começarão a derreter feito sorvete. Uma delas, Europa, não só é coberta por uma crosta de gelo quase puro como também possui no subsolo um oceano líquido com 100 quilômetros de profundidade. As outras luas, Ganimedes e Calisto, têm gelo e rochas em proporções quase iguais, embora na superfície o gelo seja predominante. Não se sabe quando esses megasatélites de Júpiter começarão a derreter-se, porque não se tem idéia do volume de amônia presente no gelo da superfície.


A presença de água em estado líquido nas três luas abriria caminho para o aparecimento de atmosfera - e, como sempre, do efeito estufa resultante da evaporação. O vapor de água aprisiona mais calor e, em conseqüência, aumenta a temperatura local.

Mas a inexorável evolução solar vai mudar o panorama. Quando a grande estrela estiver no fim da fase gigante vermelha, a temperatura nas três luas será de 250°C e a água irá evaporar e se volatizar rapidamente. Entretanto, como esse calor não vai durar muito, sempre sobrará um pouco de água nos satélites de Júpiter. Titã, a maior lua de Saturno, já tem uma atmosfera de nitrogênio e metano e pressão de 1,5 bar, 50% a mais do que na Terra. Em sua superfície, escondida por uma espessa camada de nuvens, existem ali lagos de etano e metano (e, provavelmente, água congelada).

Enquanto isso, nada deve ocorrer de significativo nas dezenas de pequenas luas e nos anéis de gelo e poeira em volta dos quatro planetas gigantes - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Embora esses pequenos corpos tenham água congelada, esta acabará se transformando em vapor, que escapará para o espaço num prazo relativamente curto, em termos cósmicos, é claro. Sem gravidade suficiente para reter o gás, porque são muito diminutos, tais satélites e anéis não terão atmosfera e deverão se comportar como pequenos cometas dotados de caudas enormes.

Para estrelas com a massa do Sol, a fase gigante vermelha termina abruptamente com o hélio queimando dentro do núcleo. A luminosidade, que havia aumentado 300 vezes, diminui. Ainda assim, o Sol estará cinqüenta vezes mais brilhante do que agora. O raio do astro também diminuirá e sua superfície ficará mais quente e azulada. Essa fase, relativamente breve na vida de uma estrela, dura cerca de 100 milhões de anos e os astrônomos costumam chamá-la ramo horizontal. No resto do sistema solar, a temperatura deve cair 60% em relação ao período gigante vermelha, anterior. Os pequenos planetas ditos terrestres - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - e os satélites de Júpiter estariam muito quentes para conservar água no estado líquido. Isso poderia acontecer apenas em Titã, a grande lua de Saturno.

O Sol, no período seguinte, supergigante vermelha, terá um núcleo de carbono-oxigênio envolto por duas camadas ardentes: uma de hélio, outra de hidrogênio. Essas duas camadas vão crescer, tornando o astro quase 10 mil vezes mais brilhante do que hoje. O Sol então "atingirá" a (atual) órbita terrestre (150 milhões de km). Quando isso acontecer, as temperaturas no sistema solar vão subir dez vezes - inevitavelmente, também a Terra e Marte começarão a derreter-se. Até Tritão, lua de Netuno, terão temperaturas desérticas. Já o efeito do calor sobre os quatro planetas gigantes será apenas marginal. Como são muito grandes e compostos principalmente de gases, uma parte desse material deve se expandir e se perder no espaço. Mas a estrutura interna dos planetas permanecerá inalterada.

Destino mais trágico aguarda Mercúrio e Vênus, engolidos pelas camadas exteriores do Sol. Quando a estrela em expansão engolfá-los, os dois planetas começarão a evaporar e a espiralar-se em direção do núcleo solar. A Terra talvez passe por essa mesma experiência. Mas, coberto por um oceano de rocha líquida, o planeta poderá se salvar porque não estará mais na órbita atual. Gigantes e supergigantes vermelhas perdem considerável parte de suas massas ao liberar grande quantidade de gás e poeira. No caso do Sol, quase a metade da massa escapará para o espaço, reduzindo a sua gravidade.

Na época em que a superfície do Sol estiver se expandindo e se aproximando da órbita da Terra, esta já terá se retirado para mais longe e assim será mantido o equilíbrio. De qualquer modo, é difícil prever o que vai acontecer com o planeta. Se sobreviver a essa fase, será apenas um globo pastoso e vítreo. Marte e os outros planetas do sistema solar também poderão sobreviver, mas em órbitas mais distantes. Até o fim da fase supergigante vermelha, o único lugar do sistema solar onde poderá existir água em estado líquido será Tritão, o satélite de Netuno.

Visto da superfície de Tritão, atualmente a 4,5 milhões de quilômetros do Sol, este terá oito vezes o tamanho atual. O céu deverá brilhar dia e noite, porque a luz solar refletirá os turbilhões de poeira do vento que vem do astro. Se acontecer com o Sol o mesmo que acontece com outras supergigantes vermelhas estudadas pelos astrônomos, o céu noturno será tão brilhante quanto o diurno, mas a cor não será a mesma. As minúsculas partículas de poeira dispersarão as ondas mais azuis do espectro de luz, do mesmo modo que as moléculas de gás na atmosfera terrestre fazem o céu ficar azul.

O céu noturno nesse futuro sistema solar será róseo como hoje é o entardecer logo após o poente. Não só o Sol, mas também os cometas devem contribuir para o acúmulo da poeira. Muitos cientistas acreditam que, além de Plutão, nos limites do sistema solar, existe um círculo de cometas chamado cinturão de Kuiper, que se estende por centenas de milhões de quilômetros. Quando o Sol estiver nas fases gigante e supergigante vermelha, esses cometas começarão a sublimar o gelo que envolve os seus núcleos, liberando grandes quantidades de poeira e vapor.

No final de sua vida, daqui a 7 bilhões de anos, as camadas exteriores do Sol terão se transformado numa nebulosa planetária. O núcleo será então uma bola de carbono e oxigênio, inerte, compacta e muito quente. Quando a força da gravidade contrabalançar a pressão, o núcleo deve parar de se contrair e de gerar calor. O Sol terá então se transformado numa anã branca, com apenas a metade de sua massa atual, volume igual ao da Terra e densidade de uma tonelada por centímetro cúbico. Os planetas que sobreviverem terão dobrado a sua distância orbital. Além disso, calcula-se que metade dos cometas abrigados no cinturão de Kuiper se perderão no espaço, atraídos pela gravidade das estrelas.

Entre as fases supergigante e anã branca, a luminosidade do Sol cairá 1 milhão de vezes - seja lá o que queira dizer tamanho encolhimento. Cada planeta sobrevivente terá de novo e durante alguns milhares de anos temperaturas compatíveis com a existência de água líquida. Visto da Terra, que estará então orbitando a 300 milhões de quilômetros do Sol - quase o dobro da distância atual. A temperatura absoluta no sistema solar deverá diminuir três vezes. Na Terra, novamente sólida, ficará em torno de 200°C negativos. A cor do então solzinho deverá ficar esbranquiçada no começo, para depois se deslocar rumo às faixas amarela, laranja e vermelha do espectro. Enfim, o Sol terá se transformado numa fria anã negra, reinando sobre uma corte de mundos derretidos e congelados, orbitando numa escuridão apenas iluminada pela luz de estrelas distantes.

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Fonte:  Possivelmente:

(SUPERINTERESSANTE número 2, ano 4)

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A cor das estrelas

Existem estrelas de quase todas as cores – brancas, amarelas, azuis, vermelhas... Entenda porquê a cor é uma informação essencial para os astrônomos.

Quando olhamos para o céu numa noite limpa e sem luar, longe das luzes da cidade, facilmente constatamos que muitas estrelas têm uma cor peculiar. Sírius e Vega, por exemplo, cintilam como diamantes branco-azulados.

Capella tem um brilho amarelo, como um sol distante, enquanto Arcturus é levemente alaranjada. Betelgeuse, Aldebaran e principalmente Antares exibem um tom vermelho como um rubi. Ao telescópio, essas cores atingem tons de elevada pureza.

O Sol aquece a Terra e os outros objetos do Sistema Solar com uma luz dourada. Por certo haverá planetas iluminados pelos raios de uma estrela azul. E o que dizer da alvorada em um planeta que resplandece sob a luz de dois sois? Que efeitos fantásticos de luzes e cores se alternam nesses mundos?

Conhecimento em cores
PARA COMEÇAR A ENTENDER ESSES FENÔMENOS, é importante recorrer a certos conceitos de Física. Sabemos que as folhas das árvores são verdes porque absorvem todas as demais radiações, exceto o verde, difundindo-o ao seu redor. Se a fonte de luz se apaga, os objetos desaparecem.

Porém, a chama de uma vela tem luz própria, assim como uma barra de ferro numa fundição ou o filamento de uma lâmpada incandescente, que fica avermelhado se a energia elétrica está fraca, mas muda de cor, atingindo tons mais claros à medida que a temperatura aumenta.

Devido à incandescência, esses objetos tornam-se fontes de luz – e sua cor depende diretamente da composição da luz que irradiam. Não é difícil analisar as cores de uma luz. Basta fazê-la passar por uma fenda delgada e atravessar um prisma de vidro. Com isso obtemos o espectro da luz.

O espectro das estrelas geralmente se apresenta como uma faixa luminosa e contínua, contendo todas as cores do arco-íris interrompidas por raias escuras. Essas raias são as “impressões digitais” das estrelas, revelando a composição química das camadas superficiais do astro.

Cada elemento químico tem a propriedade de mostrar raias no espectro em comprimentos de onda característicos. Comparando as raias de uma estrela com as obtidas em laboratório (com as “assinaturas” dos elementos químicos) é possível determinar a composição do astro.

Estamos diante de uma das maravilhas do conhecimento científico: a espectroscopia. Ainda que não seja possível recolher uma amostra de uma estrela qualquer, somos capazes de determinar do que ela é feita – e com admirável precisão!

Sem estrelas verdes
A cor de uma estrela tem relação com a temperatura em sua superfície. Estrelas não muito quentes (cerca de 3.000 Kelvin) nos parecem avermelhadas. Já as estrelas amarelas, como o Sol, possuem temperatura em torno dos 6.000 Kelvin; e as mais quentes são brancas ou azuis porque sua temperatura fica acima dos 10.000 Kelvin.

Uma estrela emite energia em todos os comprimentos de onda, mas não com a mesma intensidade. Existe um pico de sua radiância para cada temperatura. Uma quantidade de energia que vai determinar a cor predominante da estrela. É por isso que não existem estrelas verdes.

Em princípio, deveriam existir estrelas em todas as cores do arco-íris (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta). Mas, quando essa seqüência de cores é obtida em função da temperatura de objetos incandescentes, a energia do branco se sobrepõe ao verde.

Classificação estelar
AS RAIAS VISÍVEIS NO ESPECTRO DE UMA ESTRELA permitem ordenar esses astros em classes de objetos similares. A classificação espectral atualmente em uso é baseado num esquema estabelecido em 1890 (Harvard Spectral Sequence).

Da mais quente a mais fria, as estrelas são agrupadas em classes identificadas pelas letras do alfabeto W, O, B, A, F, G, K, M e também R, N e S. Como são muito poucas as estrelas que entram nas classes W, R, N e S, sobram apenas os sete grupos destacados, fáceis de memorizar considerando as iniciais da seguinte frase em inglês: Oh, Be A Fine Girl: Kiss Me!

Cada classe é dividida em dez subgrupos numerados de zero a nove. O Sol pertence a classe espectral G2, sendo muito semelhante a Capella (G0), enquanto Sírius é da classe A1 e Betelgeuse da classe M2.

Estrelas de comportamento excepcional são designadas pela letra p, de peculiar, e as anãs, gigantes e supergigantes são identificadas por d, g e s, respectivamente, colocadas antes da letra principal.

Também foram introduzidas classes de luminosidades designadas pelos algarismos romanos de I a VII mais o algarismo arábico zero. A classe I, por sua vez, divide-se em Ia e Ib.

Vários outros símbolos são utilizados nas classificações espectrais das estrelas. WC e WN, por exemplo, indicam estrelas de alta temperatura superficial (estrelas Wolf-Rayet, da ordem de 60.000 K).


As raras estrelas do tipo espectral R são ricas em CH e CN, enquanto as do tipo S contêm óxido de zircônio (ZrO2). Ambos os tipos apresentam raias de metais neutros em seus espectros.

O espectro produzido quando uma luz atravessa uma fenda e depois um prisma de vidro é contínuo. Se houver gás que absorva muito a luz visível no seu caminho, a forma característica de um arco-íris será interrompida por uma série de linhas escuras.

Isso acontece porque os elétrons ocupam níveis energéticos bem distintos nos átomos dos elementos químicos, mas quando o átomo absorve ou emite energia há transições entre níveis adjacentes. Essas transições produzem linhas de absorção ou de emissão nos espectros, como as do átomo de hidrogênio.

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Fonte: Lamentamos, mas não temos certeza a quem este artigo pertence. Por favor responsável, fale conosco, para assim colocarmos os devidos créditos. Acreditamos que possa ser de uma dessas fontes:

Revista "Super Interessante"; Revista "PLANETA"; Revista "MUNDO ESTRANHO"; http://ciencia.hsw.uol.com.br, ou da Revista VEJA.

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