922: Marte está a destruir a sua maior lua

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/MARTE

Força de maré: novo estudo sugere que a gravidade do “planeta vermelho” está a destruir Fobos, o seu maior satélite.

jihemD / Wikimedia
Marte e Fobos

Imagine a Terra a destruir a Lua.

Agora imagine Marte a destruir a sua maior lua.

É o que está mesmo a acontecer, de acordo com um estudo divulgado no The Planetary Science Journal.

Têm-se visto uns sulcos paralelos, invulgares, na superfície de Fobos, a maior lua de Marte.

Os sulcos eram vistos como consequências de um impacto de asteróide, há milhares ou milhões de anos.

Mas afinal são quase desfiladeiros cheios de poeira que têm vindo a ficar cada vez maiores, à medida que a lua se estende por forças gravitacionais.

Esta análise sugere que esses sulcos são sinais de uma destruição que a gravidade Marte está a causar no seu principal satélite. Destruição lenta, mas está a acontecer.

O portal Space.com explica que esse satélite está a ser dilacerado pelas forças gravitacionais extremas exercidas por Marte.

Com diâmetro máximo de 27 quilómetros, Fobos faz três rotações completas por dia, à volta de Marte, a uma distância de 6 mil quilómetros.

Mas como o seu movimento de rotação não é constante, não tem uma órbita estável, e devido à gravidade do quarto planeta do Sistema Solar, está a “cair” lentamente (1,8 metros em cada 100 anos) em direcção a Marte. Está presa numa espécie de “espiral da morte”.

O estudo lembra que, à medida que Fobos (corpo menor) se aproxima de Marte (corpo maior), Fobos estica-se cada vez mais numa linha em direcção a Marte. É a força de maré. Um dos lados do corpo tem uma maior aceleração do que o seu centro de massa; o outro lado do corpo tem uma menor aceleração.

Se nada se alterar, daqui a 40 milhões de anos a força de maré será maior do que a gravidade de Fobos (que a mantém). E aí, ou até antes, Fobos será completamente destruída.

Consequência provável: os detritos de Fobos vão criar um pequeno anel ao redor de Marte, tal como os anéis de Saturno.

A tensão das marés pode criar “fissuras paralelas com espaçamento regular”, lê-se no estudo, o que pode antecipar – lentamente, sim – a destruição do satélite.

ZAP //
26 Novembro, 2022



 

896: Webb revela, como nunca antes, uma atmosfera exoplanetária

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do exoplaneta WASP-39 b e da sua estrela. O planeta tem uma atmosfera difusa de cor laranja-azulada com traços de nuvens longitudinais por baixo. O quarto esquerdo do planeta (o lado virado para a estrela) está iluminado, enquanto que o resto está na sombra. A estrela é branca-amarelada, sem características nítidas.
Crédito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA acabou de “marcar outro golo”: um retrato molecular e químico dos céus de um mundo distante.

Ao passo que o Webb e outros telescópios espaciais, incluindo o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, revelaram anteriormente ingredientes isolados da atmosfera quente deste planeta, as novas leituras fornecem um menu completo de átomos, moléculas e até mesmo sinais de química activa e nuvens.

Os últimos dados também fornecem pistas de como estas nuvens podem parecer quando vistas de perto: isoladas em vez de como um cobertor único e uniforme sobre o planeta.

O conjunto de instrumentos altamente sensíveis do telescópio analisou a atmosfera de WASP-39 b, um “Saturno quente” (um planeta tão massivo quanto Saturno, mas numa órbita mais íntima que a de Mercúrio em torno do Sol) em órbita de uma estrela a cerca de 700 anos-luz de distância.

Este exoplaneta do tamanho de Saturno foi um dos primeiros examinados pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA quando iniciou operações científicas regulares. Os resultados entusiasmaram a comunidade científica exoplanetária.

Os instrumentos de sensibilidade requintada do Webb forneceram um perfil dos constituintes atmosféricos de WASP-39 b e identificaram uma pletora de conteúdos, incluindo água, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, sódio e potássio.

As descobertas são um bom presságio da capacidade dos instrumentos do Webb em realizar a vasta gama de investigações exoplanetárias – investigações de planetas em torno de outras estrelas – esperada pela comunidade científica. Isto inclui a análise das atmosferas de planetas mais pequenos e rochosos, como os do sistema TRAPPIST-1.

“Observámos o exoplaneta com vários instrumentos que, em conjunto, cobrem uma ampla faixa do espectro infravermelho e uma panóplia de impressões digitais químicas inacessíveis antes do JWST”, disse Natalie Batalhas, astrónoma da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que contribuiu e ajudou a coordenar a nova investigação. “Dados como estes ‘mudam completamente o jogo'”.

Os achados foram detalhados num conjunto de cinco novos artigos científicos, três dos quais já foram divulgados pela imprensa científica e dois ainda estão em revisão.

Entre as revelações sem precedentes está a primeira detecção, numa atmosfera exoplanetária, de dióxido de enxofre, uma molécula produzida a partir de reacções químicas desencadeadas pela luz altamente energética da estrela hospedeira do planeta. Na Terra, a camada protectora de ozono, na atmosfera superior, é criada de forma semelhante.

“Esta é a primeira vez que vemos evidências concretas de fotoquímica – reacções químicas iniciadas pela luz estelar energética – em exoplanetas”, disse Shang-Min Tsai, investigador na Universidade de Oxford, Reino Unido, e autor principal do artigo que explica a origem do dióxido de enxofre na atmosfera de WASP-39 b.

“Vejo isto como uma perspectiva realmente promissora para, com esta missão, fazer avançar a nossa compreensão das atmosferas exoplanetárias”.

Isto levou a outro “primeiro”: a aplicação de modelos computacionais de fotoquímica, por parte dos cientistas, a dados que exigem que tal física seja totalmente explicada.

As melhorias resultantes na modelagem vão ajudar a construir o “know-how” tecnológico necessário para interpretar, no futuro, potenciais sinais de habitabilidade.

“Os planetas são esculpidos e transformados ao orbitarem no ‘banho de radiação’ da estrela hospedeira”, disse Batalha. “Na Terra, essas transformações permitem que a vida prospere”.

A proximidade do planeta à sua estrela-mãe – oito vezes mais perto do que Mercúrio está do Sol – também o torna um laboratório ideal para estudar os efeitos da radiação das estrelas hospedeiras nos exoplanetas.

Um melhor conhecimento da ligação estrela-planeta deverá trazer uma compreensão mais profunda de como estes processos afectam a diversidade dos planetas observados na Galáxia.

Outros constituintes atmosféricos detectados pelo telescópio Webb incluem sódio (Na), potássio (K) e vapor de água (H2O), confirmando observações telescópicas anteriores terrestres e espaciais, bem como a descoberta de impressões digitais da água, nestes comprimentos de onda mais longos, que nunca tinham sido vistos antes.

O Webb também viu dióxido de carbono (CO2) com maior resolução, fornecendo duas vezes mais dados do que os relatados nas suas observações anteriores.

Entretanto, o monóxido de carbono (CO) foi detectado, mas as assinaturas óbvias de metano (CH4) e sulfureto de hidrogénio (H2S) ficaram ausentes dos dados do Webb. Se presentes, estas moléculas existem a níveis muito baixos.

Para capturar este largo espectro da atmosfera de WASP-39 b, uma equipa internacional de centenas de cientistas analisou independentemente os dados de quatro modos dos instrumentos finamente calibrados do telescópio Webb.

“Tínhamos previsto o que [o telescópio] nos mostraria, mas foi mais preciso, mais diverso e mais bonito do que acreditava ser possível”, disse Hannah Wakeford, astrofísica da Universidade de Bristol, no Reino Unido, que investiga atmosferas exoplanetárias.

Ter uma lista tão completa de ingredientes químicos numa atmosfera exoplanetária também dá aos cientistas um vislumbre da abundância de diferentes elementos uns em relação aos outros, tais como os rácios carbono/oxigénio ou potássio/oxigénio.

Isto, por sua vez, proporciona uma visão de como este planeta – e talvez outros – se formou a partir do disco de gás e poeira que rodeava a estrela-mãe nos seus primeiros anos.

O inventário químico de WASP-39 b sugere uma história de colisões e fusões de corpos mais pequenos chamados planetesimais para criar um eventual “Golias” planetário.

“A abundância de enxofre relativamente ao hidrogénio indicou que o planeta presumivelmente sofreu uma grande acreção de planetesimais que podem fornecer estes ingredientes à atmosfera”, disse Kazumasa Ohno, investigador exoplanetário da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que trabalhou nos dados do Webb.

“Os dados também indicam que o oxigénio é muito mais abundante do que o carbono na atmosfera. Isto indica potencialmente que WASP-39 b se formou originalmente muito longe da estrela central”.

Ao revelar com precisão os detalhes de uma atmosfera exoplanetária, os instrumentos do telescópio Webb tiveram um desempenho muito superior às expectativas dos cientistas – e prometem uma nova fase de exploração da grande variedade de exoplanetas na Galáxia.

“Vamos poder ver o grande quadro das atmosferas dos exoplanetas”, disse Laura Flagg, investigadora da Universidade de Cornell e membro da equipa internacional. “É incrivelmente excitante saber que tudo vai ser reescrito. Essa é uma das melhores partes de se ser cientista”.

Astronomia On-line
25 de Novembro de 2022



 

895: Determinada a forma do halo estelar da Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA/VIA LÁCTEA

Impressão de artista do halo estelar inclinado e alongado da Via Láctea.
Crédito: Melissa Weiss/Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian

Um novo estudo revelou a verdadeira forma da nuvem difusa de estrelas que rodeia o disco da nossa Galáxia. Durante décadas, os astrónomos pensaram que esta nuvem de estrelas – chamada halo estelar – era largamente esférica, como uma bola de praia.

Agora, um novo modelo baseado em observações modernas mostra que o halo estelar é oblongo e inclinado, muito semelhante a uma bola de râguebi.

As descobertas – publicadas este mês na revista The Astronomical Journal – fornecem uma visão sobre uma série de áreas temáticas astrofísicas. Os resultados, por exemplo, lançam luz sobre a história da nossa Galáxia e a evolução galáctica, ao mesmo tempo que fornecem pistas na contínua caça à substância misteriosa conhecida como matéria escura.

“A forma do halo estelar é um parâmetro muito fundamental que acabámos de medir com maior precisão do que era possível antes”, diz o autor principal do estudo Jiwon “Jesse” Han, estudante de doutoramento no Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian. “Há muitas implicações importantes do halo estelar não ser esférico, mas sim com a forma de uma bola de râguebi ou de um zepelim – é só escolher!”

“Durante décadas, a suposição geral tem sido a de que o halo estelar é mais ou menos esférico e isotrópico, ou o mesmo em todas as direcções”, acrescenta o co-autor do estudo Charlie Conroy, orientador de Han e professor de astronomia na Universidade de Harvard e no Centro para Astrofísica. “Sabemos agora que a imagem dos nossos livros, da nossa Galáxia inserida num volume esférico de estrelas, tem de ser rejeitada”.

O halo estelar da Via Láctea é a porção visível do que é mais amplamente chamado halo galáctico. Este halo galáctico é dominado por matéria escura invisível, cuja presença só é mensurável graças à gravidade que exerce. Cada galáxia tem o seu próprio halo de matéria escura. Estes halos servem como uma espécie de andaime sobre o qual pende a matéria comum e visível.

Por sua vez, essa matéria visível forma estrelas e outras estruturas galácticas. Para melhor compreender como as galáxias se formam e interagem, bem como a natureza subjacente da matéria escura, os halos estelares são alvos astrofísicos valiosos.

“O halo estelar é um rastreador dinâmico do halo galáctico”, diz Han. “A fim de aprender mais sobre os halos galácticos em geral, e especialmente sobre o halo galáctico e a história da nossa própria Galáxia, o halo estelar é um óptimo lugar para começar”.

No entanto, a forma do halo estelar da Via Láctea há muito que desafia os astrónomos, pela simples razão de que estamos embutidos nela. O halo estelar estende-se por várias centenas de milhares de anos-luz acima e abaixo do plano repleto de estrelas da nossa Galáxia, onde o nosso Sistema Solar reside.

“Ao contrário das outras galáxias, onde apenas olhamos para elas e medimos os seus halos”, diz Han, “falta-nos o mesmo tipo de perspectiva aérea, exterior ao halo da nossa própria Galáxia”.

Complicando ainda mais as coisas, o halo estelar provou ser bastante difuso, contendo apenas cerca de um por cento da massa de todas as estrelas da Galáxia.

No entanto, com o tempo, os astrónomos conseguiram identificar muitos milhares de estrelas que povoam este halo, que se distinguem de outras estrelas da Via Láctea devido à sua composição química distinta (medida através de estudos da sua luz estelar), bem como pelas suas distâncias e movimentos através do céu. Através de tais estudos, os astrónomos aperceberam-se que as estrelas do halo não estão uniformemente distribuídas.

Desde então, o objectivo tem sido estudar os padrões de densidade excessiva das estrelas – aparecendo espacialmente como cachos e correntes – para classificar as origens finais do halo estelar.

O novo estudo dos investigadores e colegas do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian aproveita dois grandes conjuntos de dados recolhidos nos últimos anos, levantamentos estes que sondaram o halo estelar como nunca antes.

O primeiro conjunto é o do Gaia, uma nave espacial revolucionária lançada pela Agência Espacial Europeia em 2013. O Gaia tem vindo a compilar as medições mais precisas das posições, movimentos e distâncias de milhares de milhões de estrelas na Via Láctea, incluindo algumas estrelas próximas do halo estelar.

O segundo conjunto de dados é do H3 (Hectochelle in the Halo at High Resolution), um levantamento terrestre realizado com o MMT (Multiple Mirror Telescope), localizado no Observatório Fred Lawrence Whipple no estado norte-americano do Arizona, uma colaboração entre o Centro para Astrofísica e a Universidade do Arizona.

O H3 reuniu observações detalhadas de dezenas de milhares de estrelas do halo estelar, demasiado distantes para o Gaia avaliar.

A combinação destes dados num modelo flexível que permitiu que a forma do halo estelar surgisse de todas as observações produziu o halo decididamente não esférico – e a forma de bola de râguebi encaixa bem com outras descobertas até à data. A forma, por exemplo, concorda de forma independente e fortemente com uma teoria de ponta relativa à formação do halo estelar da Via Láctea.

De acordo com este quadro, o halo estelar formou-se quando uma galáxia anã solitária colidiu há 7-10 mil milhões de anos com a nossa muito maior Galáxia.

A galáxia anã é divertidamente conhecida como Gaia-Salsicha-Encélado (GSE), onde “Gaia” se refere à já mencionada nave espacial, “Salsicha” ao padrão que aparece ao traçar os dados do Gaia e “Encélado” é o gigante mitológico grego que foi enterrado debaixo de uma montanha – mais ou menos como a GSE foi enterrada na Via Láctea.

Como consequência deste evento de colisão galáctica, a galáxia anã foi dilacerada e as suas estrelas constituintes espalhadas num halo disperso. Tal história de origem explica a disparidade entre as estrelas do halo estelar e as estrelas nascidas e criadas na Via Láctea.

Os resultados do estudo detalham adicionalmente como a GSE e a Via Láctea interagiram há todos esses éones atrás. A forma de bola de râguebi – tecnicamente chamada elipsoide triaxial – reflecte as observações de dois amontoados de estrelas no halo estelar. Os amontoados formaram-se ostensivamente quando a GSE passou por duas órbitas da Via Láctea.

Durante estas órbitas, a GSE teria abrandado duas vezes no chamado apocentro, o ponto mais afastado da órbita da galáxia anã em torno do maior atractor gravitacional, a grande Via Láctea; estas “pausas” levaram à libertação adicional de estrelas por parte da GSE. Entretanto, a inclinação do halo estelar indica que a GSE se encontrou com a Via Láctea num ângulo incidente e não de frente.

“A inclinação e distribuição de estrelas no halo estelar fornecem uma confirmação dramática de que a nossa Galáxia colidiu com outra galáxia mais pequena há 7-10 mil milhões de anos”, diz Conroy.

Notavelmente, já passou tanto tempo desde a colisão da GSE com a Via Láctea que se esperava que as estrelas do halo estelar se instalassem dinamicamente na clássica forma esférica, há muito assumida.

A equipa diz que o facto de não o terem feito provavelmente tem a ver com o halo galáctico mais amplo. Esta estrutura dominada pela matéria escura está, ela própria, provavelmente inclinada e, através da sua gravidade, está igualmente a manter o halo estelar inclinado.

“O halo estelar inclinado sugere fortemente que o halo de matéria escura também está inclinado”, diz Conroy. “Uma inclinação no halo de matéria escura pode ter ramificações significativas para a nossa capacidade de detectar partículas de matéria escura em laboratórios cá na Terra”.

Este último ponto de Conroy alude às múltiplas experiências de detetores de matéria escura agora em curso e planeadas. Estes detectores podem aumentar as suas hipóteses de capturar uma interacção elusiva com a matéria escura se os astrofísicos puderem julgar onde a substância está mais fortemente concentrada, galacticamente falando.

À medida que a Terra se move pela Via Láctea, vai encontrar periodicamente estas mais densas e velozes regiões de partículas de matéria escura, aumentando as probabilidades de detecção.

A descoberta da configuração mais plausível do halo estelar é o que faz avançar muitas investigações astrofísicas enquanto se preenchem os detalhes básicos sobre o nosso lugar no Universo.

“Estas são perguntas tão intuitivamente interessantes de fazer sobre a nossa Galáxia: ‘Qual é o aspecto da nossa Galáxia?’ e ‘Qual é o aspecto do halo estelar?’,” diz Han. “Com esta linha de investigação e estudo em particular, estamos finalmente a responder a essas perguntas”.

Astronomia On-line
25 de Novembro de 2022



 

894: Aprendizagem de máquina classifica automaticamente 1.000 super-novas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A posição, no céu, das super-novas classificadas automaticamente pelo SNIascore.
Crédito: Caltech

As instalações astronómicas de hoje varrem o céu nocturno cada vez mais profunda e rapidamente do que nunca. A identificação e classificação de eventos cósmicos conhecidos e potencialmente interessantes está a tornar-se impossível para um ou um grupo de astrónomos.

Portanto, cada vez mais treinam computadores para fazer o trabalho por eles. Os astrónomos da colaboração ZTF (Zwicky Transient Facility) no Caltech anunciaram que o seu algoritmo de aprendizagem de máquina já classificou e relatou 1000 super-novas de forma completamente autónoma.

“Precisávamos de uma ajuda e sabíamos que uma vez que treinássemos os nossos computadores para fazer o trabalho, eles iriam tirar-nos uma grande carga das costas”, diz Christoffer Fremling, astrónomo do Caltech e o cérebro por trás do novo algoritmo, apelidado de SNIascore.

“O SNIascore classificou a sua primeira super-nova em Abril de 2021 e um ano e meio depois estamos a atingir um belo marco de 1000 super-novas sem qualquer envolvimento humano”.

Muitas das questões científicas actuais e mais excitantes que os astrónomos estão a tentar responder exigem que eles recolham grandes amostras de diferentes eventos cósmicos.

Como resultado, os observatórios astronómicos modernos tornaram-se incansáveis máquinas geradoras de dados que lançam dezenas de milhares de alertas e imagens aos astrónomos todas as noites.

Isto é particularmente verdade no campo da astronomia no domínio do tempo, em que os investigadores procuram objectos em rápida mudança, ou transientes, tais como estrelas em explosão ou moribundas conhecidas como super-novas, buracos negros que comem estrelas em órbita, asteróides e muito mais.

“A noção tradicional de um astrónomo sentado no observatório a ‘peneirar’ imagens telescópicas carrega muito romanticismo, mas está a afastar-se da realidade”, diz Matthew Graham, cientista do projecto ZTF do Caltech.

Para além de libertar tempo para os astrónomos perseguirem outras questões científicas, o algoritmo de aprendizagem de máquina é muito mais rápido na classificação de potenciais candidatos a super-nova e a partilhar os resultados com a comunidade astronómica.

Com o SNIascore o processo é encurtado de 2-3 dias para 10 minutos, ou quase em tempo real. Esta identificação precoce de explosões cósmicas é muitas vezes crítica para melhor estudar a sua física.

“O SNIascore situa-se em cima de outros algoritmos de aprendizagem de máquina e camadas subjacentes que desenvolvemos para o ZTF, e demonstra bem como as aplicações de aprendizagem de máquina estão a amadurecer na astronomia quase em tempo real”, diz Ashish Mahabal, cientista computacional do CD3 (Center for Data-Driven Discovery) do Caltech, que lidera as actividades de aprendizagem de máquina para o ZTF.

Por agora, o SNIascore só pode classificar o que é conhecido como super-novas do Tipo Ia, ou as “velas padrão” utilizadas pelos astrónomos para medir o ritmo de expansão do Universo. Estas são estrelas moribundas que explodem numa explosão termonuclear de força consistente.

No entanto, Christoffer e colegas estão a trabalhar arduamente na ampliação das capacidades do algoritmo para classificar outros tipos de super-novas num futuro próximo.

O SNIascore está actualmente adaptado para trabalhar com o espectrógrafo SEDM (Spectral Energy Distribution Machine), alojado numa cúpula a apenas algumas centenas de metros de distância da câmara ZTF no Observatório Palomar.

O ZTF varre continuamente o céu e envia todas as noites centenas de milhares de alertas de potenciais transientes cósmicos a astrónomos de todo o mundo. O espectrógrafo SEDM é accionado para acompanhar e observar os mais promissores.

Produz um espectro do evento cósmico que transporta informação sobre a intensidade das várias frequências da luz captada pela câmara do telescópio. Este espectro é o que pode dizer definitivamente aos astrónomos que tipo de evento está a ser observado.

Utilizando técnicas inteligentes de aprendizagem de máquina, a equipa de Christoffer treinou o SNIascore para ler os espectros de SEDM de forma notável.

“O SNIascore é incrivelmente preciso. Depois de 1000 super-novas, vimos como o algoritmo funciona no ‘mundo real’ e não tivemos uma classificação claramente errada desde o seu lançamento em Abril de 2021. Isto dá-nos a confiança para avançar e implementar o mesmo algoritmo noutras instalações de observação”, acrescentou Fremling.

Ele e colegas estão actualmente a adaptar o SNIascore para trabalhar com o próximo espectrógrafo SEDMv2 montado no telescópio de 2,1 metros no Observatório Kitt Peak no estado norte-americano do Arizona.

O SEDMv2 será a versão avançada do SEDM e permitirá a detecção e classificação de super-novas mais fracas. Actualmente, o SNIascore classifica em média duas super-novas por noite. Com o SEDMv2 este número pode potencialmente duplicar.

As vantagens do SNIascore vão além da construção rápida e fiável de grandes conjuntos de dados de super-novas. Os astrónomos que procuram outros eventos transientes podem agora rapidamente excluir candidatos classificados pelo SNIascore como super-novas, de tal forma que não se desperdiça tempo de telescópio a segui-los quando o alvo são efectivamente outros tipos de explosões cósmicas.

Outros esforços de classificação de eventos transientes também usam aprendizagem de máquina, mas dependem apenas da chamada “curva de luz” do evento ou da quantidade de luz vista pelo telescópio como uma evolução do tempo.

O SNIascore tem a vantagem de ter sido treinado a utilizar informação espectroscópica, a única forma robusta de confirmar a natureza da maioria dos fenómenos transientes. O algoritmo é de código aberto e outros grupos podem adaptá-lo às suas próprias instalações telescópicas.

“A parte mais desafiante na implementação do SNIascore foi o treino do algoritmo. Foi necessário que os humanos verificassem cuidadosamente as imagens e construíssem um impecável conjunto de dados de treino.

Depois de 1.000 super-novas classificadas automaticamente, olhando para trás, penso que valeu inteiramente a pena o esforço”, diz Fremling.

O SNIascore foi desenvolvido como parte do BTS (Bright Transient Survey) do ZTF – actualmente, o maior levantamento de super-novas disponível para a comunidade astronómica. Todo o conjunto de dados BTS tem perto de 7000 super-novas, 90% das quais foram descobertas e classificadas pelo ZTF (10% foram contribuições de outros grupos e instalações).

“A nossa ambição é continuar a fazer crescer o conjunto de dados BTS com a ajuda do SNIascore para, no futuro, construir a mais compreensiva amostra de super-novas que os astrónomos podem utilizar para responder a questões fundamentais da cosmologia, tais como a rapidez com que o Universo se está a expandir e para mapear potencialmente a distribuição de matéria escura e a estrutura em grande escala do Universo”, acrescentou Fremling.

Astronomia On-line
25 de Novembro de 2022



 

Os misteriosos filamentos da Via Láctea têm “primos mais velhos e distantes”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/VIA LÁCTEA/FÍSICA/ASTROFÍSICA

Os filamentos magnéticos em grande escala “derramam” para baixo a partir do jacto de um buraco negro, localizado numa galáxia membro de um distante enxame.
Crédito: Rudnick e colaboradores, 2022

O astrofísico Farhad Zadeh, da Universidade Northwestern, tem tido um grande interesse e fascínio por uma família de filamentos magnéticos em grande escala e altamente organizados, situados no centro da Via Láctea, desde que os descobriu no início da década de 1980.

Agora, quarenta anos depois, Zadeh permanece igualmente fascinado – mas talvez um pouco menos intrigado.

Com uma nova descoberta de filamentos semelhantes, mas situados noutras galáxias, Zadeh e seus colaboradores introduziram, pela primeira vez, duas explicações possíveis para as origens desconhecidas dos filamentos.

Num novo artigo científico, publicado no início deste mês na revista The Astrophysical Journal Letters, Zadeh e os seus co-autores propõem que os filamentos podem resultar de uma interacção entre vento e nuvens em grande escala ou podem surgir de turbulência dentro de um campo magnético fraco.

“Nós já sabemos muito sobre os filamentos no nosso próprio Centro Galáctico, e agora os filamentos nas outras galáxias começam a aparecer como uma nova população de filamentos extra-galácticos”, disse Zadeh. “Os mecanismos físicos subjacentes a ambas as populações de filamentos são semelhantes, apesar dos ambientes serem muito diferentes.

Os objectos fazem parte da mesma família, mas os filamentos fora da Via Láctea são primos mais velhos e distantes – primos mesmo muito distantes (no tempo e no espaço)”.

Perito em radioastronomia, Zadeh é professor de física e astronomia na Faculdade Weinberg de Artes e Ciências da Universidade Northwestern e membro do CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics).

“Algo universal está a acontecer”

Os primeiros filamentos que Zadeh descobriu estendem-se até 150 anos-luz de comprimento, elevando-se perto do buraco negro central da Via Láctea. No início deste ano, Zadeh adicionou mais quase 1000 filamentos à sua colecção de observações.

Nesse lote, os filamentos uni-dimensionais aparecem aos pares e agrupados, muitas vezes empilhados e igualmente espaçados, lado a lado como cordas numa harpa ou de lado como ondulações individuais numa cascata.

Usando observações de radiotelescópios, Zadeh descobriu que os filamentos mistificantes são constituídos por electrões de raios cósmicos que giram ao longo de um campo magnético a uma velocidade próxima da velocidade da luz.

Embora Zadeh esteja a montar o puzzle da sua composição, ainda se perguntava de onde vinham. Quando os astrónomos descobriram uma nova população para lá da nossa própria Galáxia, isso forneceu novas oportunidades para investigar os processos físicos no espaço que rodeia os filamentos.

Os filamentos recentemente descobertos residem dentro de um enxame de galáxias, um emaranhado concentrado de milhares de galáxias localizado a mil milhões de anos-luz da Terra.

Algumas das galáxias dentro do enxame são radio-galáxias activas, que parecem ser terreno fértil para a formação de filamentos magnéticos em grande escala. Quando Zadeh viu pela primeira vez estes filamentos recentemente descobertos, ficou espantado.

“Depois de estudar filamentos no nosso próprio Centro Galáctico durante todos estes anos, fiquei extremamente entusiasmado por ver estas estruturas tremendamente belas”, disse. “Como encontrámos estes filamentos noutras partes do Universo, isso indica que algo universal está a acontecer”.

Gigantes galácticos

Embora a nova população de filamentos pareça semelhante à da nossa Via Láctea, existem algumas diferenças fundamentais. Os filamentos fora da Via Láctea, por exemplo, são muito maiores – entre 100 a 10.000 vezes mais longos. São também muito mais antigos e os seus campos magnéticos são mais fracos.

A maioria deles estão curiosamente “pendurados” – num ângulo de 90º – começando nos jactos de um buraco negro no vasto nada do meio intra-enxame, ou no espaço entre as galáxias do enxame.

Mas a população recentemente descoberta tem a mesma relação comprimento/largura que os filamentos da Via Láctea. E ambas as populações parecem transportar energia através dos mesmos mecanismos. Mais perto do jacto, os electrões dos filamentos são mais energéticos, mas perdem energia à medida que se deslocam mais para baixo no filamento.

Embora o jacto do buraco negro possa fornecer as partículas essenciais necessárias para criar um filamento, algo desconhecido deve estar a acelerar estas partículas ao longo de espantosas distâncias.

“Alguns deles têm tamanhos incríveis, até 200 quiloparsecs”, disse Zadeh. “Isto é cerca de quatro ou cinco vezes o tamanho de toda a nossa Via Láctea. O notável é que os seus electrões permanecem juntos numa escala tão longa.

Se um electrão viajasse à velocidade da luz ao longo do comprimento do filamento, demoraria 700.000 anos. E eles não viajam à velocidade da luz”.

Possibilidades promissoras

No novo artigo científico, Zadeh e colaboradores teorizam que a origem dos filamentos poderá ser uma simples interacção entre o vento galáctico e um obstáculo, tal como uma nuvem. À medida que o vento envolve o obstáculo, cria uma cauda semelhante à de um cometa por trás dele.

“O vento vem do movimento da própria galáxia à medida que gira”, explicou Zadeh. “É como quando se coloca a janela fora de um carro em movimento. Não há vento lá fora, mas sente-se o ar a mover-se.

Quando a galáxia se move, cria vento que pode estar a empurrar através de locais onde as partículas dos raios cósmicos estão bastante soltas. Varre o material e cria uma estrutura filamentar”.

As simulações, contudo, fornecem outra possibilidade viável. Quando os investigadores simularam um meio activo e turbulento, materializaram-se longas estruturas filamentares. À medida que as radio-galáxias se movem, explicou Zadeh, a gravidade pode afectar o meio e agitá-lo.

O meio forma então turbilhões. Após o fraco campo magnético envolver estes turbilhões, pode ser esticado, dobrado e amplificado – eventualmente tornando-se filamentos alongados com um forte campo magnético.

Embora ainda permaneçam muitas questões por responder, Zadeh fica maravilhado com as novas descobertas.

“Todos estes filamentos para lá da nossa Galáxia são muito antigos. São quase de uma época diferente do nosso Universo e no entanto sinalizam aos habitantes da Via Láctea que existe uma origem comum para a formação dos filamentos. Penso que existe uma origem comum para a formação dos filamentos. Penso que isto é notável”, disse o astrofísico Farhad Zadeh.

Astronomia On-line
22 de Novembro de 2022



 

849: Vulcanismo extremo pode ter alterado o clima de Vénus

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/VÉNUS

Maat Mons é apresentado nesta perspectiva tridimensional, gerada por computador, da superfície de Vénus. O ponto de vista situa-se a 634 quilómetros para norte de Maat Mons, a uma altitude de 3 quilómetros. Os fluxos de lava estendem-se por centenas de quilómetros através das planícies fracturadas vistas em primeiro plano, até à base de Maat Mons. Os dados de radar de abertura sintética da missão Magellan da NASA foram combinados com altimetria de radar para desenvolver um mapa tridimensional da superfície. A escala vertical nesta perspectiva foi exagerada 10 vezes.
Crédito: NASA/JPL

Um novo artigo científico da NASA sugere que a actividade vulcânica, que durou centenas a milhares de séculos e que libertou quantidades massivas de material, pode ter ajudado a transformar Vénus de um mundo temperado e húmido para a estufa ácida que é hoje.

O artigo também discute estas “grandes províncias ígneas” na história da Terra que causaram várias extinções em massa no nosso próprio planeta há milhões de anos atrás.

“Ao compreender o registo de grandes províncias ígneas na Terra e em Vénus, podemos determinar se estes acontecimentos podem ter causado a actual condição de Vénus”, disse o Dr. Michael J. Way, do GISS (Goddard Institute for Space Studies) da NASA em Nova Iorque. Way é o autor principal do artigo, publicado a 22 de Abril na revista The Planetary Science Journal.

As grandes províncias ígneas são os produtos de períodos de vulcanismo em grande escala que duram dezenas de milhares ou até mesmo centenas de milhares de anos.

Podem depositar cerca de 500.000 quilómetros cúbicos de rocha vulcânica à superfície. No limite superior, poderá significar rocha fundida suficiente para enterrar toda a Península Ibérica a quase um quilómetro de profundidade.

Hoje, Vénus tem temperaturas superficiais que rondam em média os 464º C e uma atmosfera com cerca de 90 vezes a pressão da Terra ao nível do mar. De acordo com o estudo, as enormes erupções vulcânicas podem ter dado início a estas condições infernais algures na história antiga de Vénus.

Em particular, a ocorrência de várias dessas erupções num curto espaço de tempo geológico (um milhão de anos) poderia ter levado a um efeito de estufa que deu início à transição do planeta de húmido e temperado para quente e seco.

Oitenta por cento da superfície total de Vénus está coberta por grandes campos de rocha vulcânica solidificada, disse Way. “Embora ainda não estejamos certo da frequência com que ocorreram os acontecimentos que criaram estes campos, devemos ser capazes de a estimar estudando a própria história da Terra”.

A vida na Terra sofreu pelo menos cinco grandes eventos de extinção em massa desde a origem da vida multicelular há cerca de 540 milhões de anos, cada um dos quais dizimando mais de 50% da vida animal em todo o planeta.

Segundo este estudo e outros anteriores, a maioria destes eventos de extinção foram causados ou exacerbados pelos tipos de erupções que produzem grandes províncias ígneas.

No caso da Terra, as perturbações climáticas provocadas por estes eventos não foram suficientes para causar um efeito de estufa extremo como ocorreu em Vénus, por razões que Way e outros cientistas ainda estão a trabalhar para determinar.

As próximas missões da NASA a Vénus, programadas para o final desta década – a missão DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) e a missão VERITAS (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy) – visam estudar a origem, história e estado actual de Vénus em detalhes sem precedentes.

“Um objectivo principal da DAVINCI é melhor determinar a história da água em Vénus e quando esta pode ter desaparecido, fornecendo mais informações sobre como o clima de Vénus mudou ao longo do tempo”, disse Way.

A missão DAVINCI precederá a VERITAS, um orbitador concebido para investigar a superfície e o interior de Vénus, para melhor compreender a sua história vulcânica e volátil e, assim, o percurso de Vénus até ao seu estado actual.

Os dados de ambas as missões podem ajudar os cientistas a melhor determinar o registo exacto de como Vénus pode ter passado de húmido e temperado para seco e escaldante.

Pode também ajudar-nos a compreender melhor como o vulcanismo aqui na Terra afectou a vida no passado e como poderá a continuar a fazê-lo no futuro.

Astronomia On-line
22 de Novembro de 2022



 

Webb observa “ampulheta” incandescente e o nascer de uma nova estrela

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A protoestrela L1527, vista nesta imagem pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, está embebida numa nuvem de material que está a alimentar o seu crescimento. O material ejectado da estrela limpou as cavidades acima e abaixo dela, cujos limites brilham laranja e azul nesta imagem infravermelha. A região central superior exibe formas semelhantes a bolhas devido a “arrotos” estelares, ou ejecções esporádicas. O Webb também detecta filamentos feitos de hidrogénio molecular que foi chocado por ejecções estelares passadas. Intrigantemente, as bordas das cavidades no canto superior esquerdo e inferior direito aparecem direitos, enquanto os limites no canto superior direito e inferior esquerdo são curvados. A região na parte inferior direita aparece azul, pois há menos poeira entre ela e o Webb do que as regiões cor-de-laranja mais acima.
Crédito: NASA, ESA, CSA e STScI, J. DePasquale (STScI)

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA revelou as características outrora escondidas da protoestrela dentro da nuvem escura L1527 com o seu instrumento NIRCam (Near Infrared Camera), fornecendo uma visão da formação de uma nova estrela.

Estas nuvens abrasadoras dentro da região de formação estelar de Touro só são visíveis no infravermelho, tornando-as num alvo ideal para o Webb.

A protoestrela propriamente dita está escondida dentro do “pescoço” desta forma de ampulheta. O disco protoplanetário, visto de lado, é a linha escura que atravessa o meio do pescoço.

A luz da protoestrela “vaza” para cima e para baixo deste disco, iluminando cavidades dentro do gás e poeira circundantes.

As características mais prevalecentes da região, as nuvens azuis e alaranjadas, contornam cavidades criadas à medida que o material que se afasta da protoestrela colide com a matéria em redor.

As cores são devidas a camadas de poeira entre o Webb e as nuvens. As áreas azuis são onde a poeira é mais fina. Quanto mais espessa for a camada de poeira, menos luz azul é capaz de escapar, criando bolsas de cor laranja.

O Webb também revela filamentos de hidrogénio molecular que foram chocados à medida que a protoestrela ejeta o material para longe. Os choques e a turbulência inibem a formação de novas estrelas, que de outra forma existiriam por toda a nuvem. Como resultado, a protoestrela domina o espaço, roubando grande parte do material para si própria.

Apesar do caos que L1527 está a causar, tem apenas cerca de 100.000 anos – um corpo relativamente jovem. Dada a sua idade e o seu brilho no infravermelho distante, L1527 é considerada uma protoestrela de classe 0, a fase mais precoce da formação estelar.

Protoestrelas como esta, que ainda se encontram envoltas numa nuvem escura de poeira e gás, têm um longo caminho a percorrer antes de se tornarem estrelas de pleno direito. L1527 ainda não gera a sua própria energia através da fusão nuclear de hidrogénio, uma característica essencial das estrelas.

A sua forma, embora maioritariamente esférica, é também instável, assumindo a configuração de um pequeno, quente e inchado “tufo” de gás algures entre 20% e 40% a massa do nosso Sol.

À medida que uma protoestrela continua a acretar massa, o seu núcleo comprime-se gradualmente e aproxima-se da fusão nuclear estável. A imagem revela que L1527 está a fazer exactamente isso. A nuvem molecular circundante é constituída por poeira densa e gás que estão a ser arrastados para o centro, onde a protoestrela reside.

À medida que o material cai para dentro, espirala em torno do centro. Isto cria um disco denso de material, que alimenta o material para a protoestrela. À medida que ganha mais massa e se comprime cada vez mais, a temperatura do seu núcleo sobe, acabando por atingir o limite que dá início à fusão nuclear.

O disco, visto na imagem como uma banda escura em frente do centro brilhante, tem aproximadamente o tamanho do nosso Sistema Solar. Dada a densidade, não é invulgar que tanto deste material se aglomere – o início dos planetas. Em última análise, esta vista de L1527 fornece uma janela do aspecto do nosso Sol e do Sistema Solar na sua infância.

Astronomia On-line
18 de Novembro de 2022



 

Estudo de anãs brancas “poluídas” descobre que as estrelas e os planetas crescem ao mesmo tempo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa de astrónomos descobriu que a formação planetária no nosso jovem Sistema Solar começou muito mais cedo do que se pensava anteriormente, com os blocos de construção dos planetas a crescerem ao mesmo tempo que a sua estrela-mãe.
Crédito: Amanda Smith

Uma equipa de astrónomos descobriu que a formação planetária no nosso jovem Sistema Solar começou muito mais cedo do que se pensava anteriormente, com os blocos de construção dos planetas a crescerem ao mesmo tempo que a sua estrela-mãe.

Um estudo de algumas das estrelas mais antigas do Universo sugere que os blocos de construção de planetas como Júpiter e Saturno começaram a formar-se enquanto uma estrela jovem está a crescer.

Pensava-se que os planetas só se formassem quando uma estrela atinge a sua dimensão final, mas novos resultados, publicados na revista Nature Astronomy, sugerem que as estrelas e os planetas “crescem” juntos.

A investigação, liderada pela Universidade de Cambridge, muda a nossa compreensão de como os sistemas planetários, incluindo o nosso próprio Sistema Solar, se formaram, potencialmente resolvendo um grande puzzle da astronomia.

“Temos uma boa ideia de como os planetas se formam, mas uma questão pendente que temos tido é quando eles se formam: a formação planetária começa cedo, quando a estrela-mãe ainda está a crescer, ou milhões de anos mais tarde?” disse a Dra. Amy Bonsor do Instituto de Astronomia de Cambridge, a primeira autora do estudo.

Para tentar responder a esta pergunta, Bonsor e colegas estudaram as atmosferas das estrelas anãs brancas – os antigos e ténues remanescentes de estrelas como o nosso Sol – para investigar os blocos de construção da formação planetária.

O estudo envolveu também investigadores da Universidade de Oxford, da Universidade de Munique, da Universidade de Groninga e do Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar em Gotinga.

“Algumas anãs brancas são laboratórios espantosos, porque as suas atmosferas finas são quase como cemitérios celestes”, disse Bonsor.

Normalmente, os interiores dos planetas estão fora do alcance dos telescópios. Mas uma classe especial de anãs brancas – conhecidas como sistemas “poluídos” – têm elementos pesados como o magnésio, ferro e cálcio nas suas atmosferas normalmente limpas.

Estes elementos devem ter vindo de pequenos corpos como asteróides deixados para trás pela formação planetária, que chocaram contra as anãs brancas e arderam nas suas atmosferas.

Como resultado, as observações espectroscópicas de anãs brancas poluídas podem sondar os interiores desses asteróides dilacerados, dando aos astrónomos mais informações das condições em que se formaram.

Pensa-se que a formação planetária comece num disco protoplanetário – feito principalmente de hidrogénio, hélio e pequenas partículas de gelo e poeira – em órbita de uma estrela jovem.

De acordo com a teoria actual sobre como os planetas se formam, as partículas de poeira colam-se umas às outras, acabando por formar corpos sólidos cada vez maiores.

Alguns destes corpos maiores vão continuar a acretar material, tornando-se planetas, e alguns permanecem como asteróides, como os que colidiram com as anãs brancas no estudo actual.

Os investigadores analisaram observações espectroscópicas a partir das atmosferas de 200 anãs brancas poluídas em galáxias próximas. De acordo com a sua análise, a mistura de elementos observada nas atmosferas destas anãs brancas só pode ser explicada se muitos dos asteróides originais tivessem derretido, o que fez com que o ferro pesado se afundasse para o núcleo enquanto os elementos mais leves flutuavam à superfície.

Este processo, conhecido como diferenciação, foi o que levou a Terra a ter um núcleo rico em ferro.

“A causa do derretimento só pode ser atribuída a elementos radioactivos de vida muito curta, que existiram nas fases iniciais do sistema planetário, mas que se decompõem em apenas um milhão de anos”, disse Bonsor.

“Por outras palavras, se estes asteróides foram derretidos por algo que só existe durante muito pouco tempo, no início do sistema planetário, então o processo de formação planetária deve começar muito rapidamente”.

O estudo sugere que é provável que o quadro de formação precoce esteja correto, o que significa que Júpiter e Saturno tiveram muito tempo para crescer até aos seus tamanhos actuais.

“O nosso estudo complementa um consenso crescente no campo de que a formação planetária começou cedo, com os primeiros corpos a formarem-se em simultâneo com a estrela”, disse Bonsor. “As análises das anãs brancas poluídas dizem-nos que este processo de fusão radioactiva é um mecanismo potencialmente ubíquo que afecta a formação de todos os exoplanetas”.

“Isto é apenas o começo – de cada vez que encontramos uma nova anã branca, podemos reunir mais evidências e aprender mais sobre como os planetas se formam.

Podemos traçar elementos como o níquel e o crómio e dizer quão grande deve ter sido um asteróide quando estes formaram o seu núcleo de ferro. É espantoso que sejamos capazes de sondar processos como este em sistemas exoplanetários”.

Astronomia On-line
18 de Novembro de 2022



 

777: Qual seria o impacto da mineração de asteróides na economia global?

MINERAÇÃO/ASTERÓIDES/ECONOMIA GLOBAL

Há cerca de uma década, a perspectiva de “mineração de asteróides” teve um grande aumento de interesse.

CC0 Public Domain

Isso deveu-se em grande parte à ascensão do sector espacial comercial e à crença de que a colheita de recursos do Espaço logo se tornaria uma realidade.

O que tinha sido objecto de ficção científica e previsões futuristas agora estava a ser discutido seriamente no sector empresarial, com muitos afirmando que o futuro da exploração de recursos e manufactura estava no Espaço. Desde então, houve um certo arrefecimento, pois essas esperanças não se concretizaram no prazo esperado.

No entanto, há poucas dúvidas de que a presença humana no espaço implicará a recolha de recursos de Near Earth Asteroids (NEAs) e além. Num artigo recente que está a ser revisto para publicação na Annual Review of Sociology, uma equipa da Universidade de Nottingham em Ningbo, na China, examinou o impacto potencial da mineração de asteróides na economia global.

Com base na sua avaliação detalhada que inclui forças de mercado, impacto ambiental, tipo de mineral e asteróide e a escala da mineração, os investigadores mostram como a mineração de asteróides pode ser feita de maneira consistente com o Tratado do Espaço Sideral (ou seja, para o benefício de toda a humanidade).

Simplificando, a perspectiva de mineração de asteróides resume-se a recursos e ao crescimento contínuo da civilização humana. Há muitas razões citadas para isso, desde garantir a sobrevivência da humanidade e da vida na Terra (ter um “local de reserva” ou tornar-se “multi-planetário”) até atender a uma necessidade básica e ancestral de explorar e “vagar”.

Depois, há a ideia de prevenir o colapso ecológico aqui na Terra por meio de mineração e manufacturação ou inaugurar uma sociedade “pós-escassez”, realocando toda a nossa extracção e manufactura de recursos para o Espaço próximo à Terra, o espaço cislunar e além.

Carl Sagan, o falecido e grande físico, autor e comunicador da ciência, resumiu isso lindamente e relatou como os dois podem estar interligados no nível intuitivo. Como ele colocou:

A estrada aberta ainda chama suavemente, como uma canção quase esquecida da infância. Investimos os lugares distantes com um certo romance. O apelo, suspeito, foi meticulosamente elaborado pela selecção natural como um elemento essencial para a nossa sobrevivência. Verões longos, Invernos amenos, colheitas ricas, caça abundante – nenhum deles dura para sempre. A sua própria vida, ou a de seu bando, ou mesmo a da sua espécie pode ser devida a uns poucos inquietos – atraídos, por um desejo que eles mal conseguem articular ou entender, para terras desconhecidas e novos mundos.

Do ponto de vista material, a justificação é de que o crescimento humano é um fenómeno exponencial que ocorre desde o Paleolítico Superior (há cerca de entre 50.000 a 12.000 anos).

O período que se seguiu – o Holoceno – viu a rápida proliferação das sociedades humanas e o crescimento do seu impacto nos sistemas ambientais em todo o mundo.

A tendência tornou-se tão aguda que, em meados do século XX, os geólogos começaram a referir-se à época actual como o Antropoceno, onde a humanidade é o maior impulsionador das mudanças ambientais no planeta.

A crença de que o futuro da humanidade está no espaço comanda um grande número de seguidores hoje, graças em grande parte à ascensão da indústria do espaço comercial (aka. NewSpace). Outro factor é a pressão contínua para garantir que haja recursos suficientes para atender às necessidades de uma população crescente, aliada aos efeitos das mudanças climáticas.

À medida que nos aproximamos da metade do século XXI, o maior desafio será prover para cerca de 10 bilhões de pessoas em todo o mundo em meio aos impactos das mudanças climáticas. O argumento é que, se nosso futuro deve ser garantido, os recursos de fora do mundo devem ser aproveitados.

A procura por minerais, explicou He Sun, co-autor do estudo ao Universe Today por e-mail, é um factor importante para garantir a abundância de recursos:

Devido ao fato de que a quantidade total de minerais no planeta é finita, os avanços contínuos na tecnologia de recuperação de recursos não podem resolver fundamentalmente o problema do esgotamento mineral. Nesse contexto, a importância da mineração de asteróides está a tornar-se mais aparente. Grandes empresas de mineração de asteróides (incluindo Space X, Blue Origin e outras que já estão presentes nessa área) podem criar uma concorrência hostil. Para evitar a expansão desordenada do capital e o monopólio industrial relacionado, é necessário que as Nações Unidas estabeleçam regulamentos relevantes.

Para evitar que a mineração de asteróides e a futura economia espacial se tornem uma situação do tipo “Velho Oeste”, há muitos apelos para a elaboração de leis que possam impedir a concorrência acirrada e garantir que a riqueza mineral seja usada para o bem de toda a Humanidade.

Isso está de acordo com o Tratado do Espaço Sideral assinado em 1967 entre os EUA, a União Soviética e o Reino Unido, que eram os jogadores mais influentes no Espaço na época. O Tratado já foi assinado e ratificado por 112 países (em Fevereiro de 2022) e continua a ser a peça mais importante da legislação espacial.

De acordo com a NASA, o Tratado do Espaço Sideral é a inspiração por trás dos Acordos Artemis, um conjunto de princípios e melhores práticas que regem as parcerias internacionais para o avanço do Programa Artemis.

Conforme declarado na Secção I – Objectivo e Alcance, os Acordos “destinam-se a aumentar a segurança das operações, reduzir a incerteza e promover o uso sustentável e benéfico do espaço para toda a humanidade”. O Tratado, diz He Sun, também serviu de pano de fundo para a análise da equipe:

“Por um lado, reflecte a preocupação das Nações Unidas com a mineração de asteróides”, disse. “Por outro lado, o nosso documento fornece [à ONU] políticas programáticas aprimoradas para evitar os efeitos negativos sobre a equidade global de possíveis cenários, como monopólios, maldições de recursos, etc.”

He Sun e os seus colegas começaram a sua análise com uma avaliação da situação global e das capacidades de exploração espacial de vários países. Então concentraram-se na criação de um modelo que mediria o impacto da mineração espacial na equidade global e na formulação de políticas que garantiriam (tanto quanto possível) que todas as pessoas beneficiariam.

O primeiro passo foi calcular um Índice Unificado de Equidade (IUE) para cada país, que consistia na análise de seis factores: económico, educação, ciência e tecnologia, saúde, meio ambiente e estabilidade social.

Em suma consideraram como o IUE de um país seria afectado por coisas como a desigualdade de riqueza (coeficiente de Gini), Produto Interno Bruto (PIB), desemprego, nível médio de educação, número médio de patentes e gastos com pesquisas, esperança de vida e resultados de saúde, questões ambientais e taxas de criminalidade.

A partir disso, obtiveram um Índice de Equidade para todo o mundo baseado na entropia da UEI de cada país. Isso levou-os ao segundo passo, onde o impacto da mineração de asteróides foi simulado com base nos tipos de asteróides que seriam minerados.

Os asteróides dividem-se em três categorias amplas: tipo C, tipo S e tipo M. Enquanto os asteróides do tipo C (condritos) – os mais comuns – contêm grandes quantidades de carbono e são compostos principalmente de argila e rochas de silicato, os asteróides do tipo S (“pedregosos”) são compostos de minerais de silicato e metal (níquel-ferro), e os tipos M são principalmente metálicos.

Também consideraram quais entidades estavam envolvidas (privadas, nacionais, internacionais) e mudanças nos valores minerais ao longo do tempo.

Em particular, o modelo analisou como o valor dos minerais mudaria entre 2025 e 2085, coincidindo com o crescimento esperado da mineração de asteróides neste século.

Em última análise, o modelo mostrou que, sem regulamentação, a lacuna entre as entidades competitivas no Espaço (países com programas espaciais, empresas com capacidade espacial avançada) e outras entidades aumentaria profundamente e a equidade dentro das nações ficaria mais longe e fizeram algumas recomendações específicas:

“Sugerimos que a ONU adicione a Política de Informações sobre Mineração, a Política de Legado Mineral, a Política de Assistência Mútua, a Política Antitruste e a Política de Orientação sobre Transacções à versão actualizada do Tratado do Espaço Sideral. Existem recursos inimaginavelmente tremendos no espaço e, se não os explorarmos e distribuirmos com sabedoria, as consequências serão graves”, considera He Sun

Muito trabalho ainda ter de ser feito antes que a mineração de asteróides se torne uma indústria que promete realocar a extracção de recursos para o Espaço e inaugurar uma economia “pós-escassez”.

Isso inclui uma redução adicional nos custos de lançamento, a criação de infra-estruturas em órbita terrestre baixa (LEO) e onde quer que pretendamos minerar, e a capacidade de processar minerais de forma barata.

No entanto, há poucas dúvidas de que a perspectiva de mineração de asteróides está a aproximar-se, e várias questões legais, éticas e económicas precisam ser abordadas de antemão.

ZAP // Universe Today
17 Novembro, 2022



 

728: A morte de uma estrela revela um buraco negro de massa intermédia escondido numa galáxia anã

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Os astrónomos descobriram uma estrela a ser dilacerada por um buraco negro na galáxia SDSS J152120.07+140410.5, a 850 milhões de anos-luz da Terra. Os investigadores apontaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA para examinar o rescaldo, um evento a que chamaram AT 2020neh, visto no centro da imagem. A câmara ultravioleta do Hubble viu um anel de estrelas a formar-se em torno do núcleo da galáxia onde AT 2020neh está localizado.
Crédito: NASA, ESA, Ryan Foley/Universidade da Califórnia em Santa Cruz

Um buraco negro de massa intermédia, escondido numa galáxia anã, revelou-se aos astrónomos quando devorou uma estrela azarada que se aproximou demasiado.

A destruição da estrela, um evento de perturbação de marés, produziu um surto de radiação que brilhou, por breves instantes, mais do que a luz estelar combinada da galáxia anã hospedeira. O evento poderá ajudar os cientistas a compreender melhor as relações entre os buracos negros e as galáxias.

A erupção foi capturada por astrónomos com o YSE (Young Supernova Experiment), um levantamento concebido para detectar explosões cósmicas e eventos astrofísicos transientes.

Uma equipa internacional liderada por cientistas da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga e da Universidade do Estado de Washington relatou a descoberta num artigo publicado no dia 10 de Novembro na revista Nature Astronomy.

“Esta descoberta criou uma excitação generalizada porque podemos usar eventos de perturbação de marés não só para encontrar mais buracos negros de massa intermédia em galáxias anãs silenciosas, mas também para medir as suas massas”, disse o co-autor Ryan Foley, professor assistente de astronomia e astrofísica na Universidade da Califórnia em Santa Cruz, que ajudou a planear o levantamento YSE.

A primeira autora, Charlotte Angus do Instituto Niels Bohr, disse que as conclusões da equipa fornecem uma base para futuros estudos de buracos negros de massa intermédia.

“O facto de termos conseguido capturar este buraco negro de massa intermédia enquanto devorava uma estrela forneceu-nos uma oportunidade notável de detectar o que de outra forma teria ficado escondido”, disse Angus.

“Além disso, podemos utilizar as propriedades do próprio surto para melhor compreender este grupo elusivo de buracos negros de massa intermédia, que podem constituir a maioria dos buracos negros nos centros das galáxias”.

Os buracos negros super-massivos podem ser encontrados nos centros de todas as galáxias massivas, incluindo a nossa própria Via Láctea. Os astrónomos especulam que estes enormes monstros, com milhões ou milhares de milhões de vezes a massa do Sol, podem ter crescido a partir de buracos negros mais pequenos, de “massa intermédia”, com milhares a centenas de milhares de massas solares.

Uma teoria para a formação destes monstruosos buracos negros diz que o Universo primordial estava repleto de galáxias anãs com buracos negros de massa intermédia.

Com o tempo, estas galáxias anãs ter-se-iam fundido ou sido devoradas por galáxias mais massivas, combinando cada vez mais os seus núcleos para assim acumular massa no centro da galáxia em crescimento. Este processo de fusão acabaria por criar os buracos negros super-massivos vistos hoje em dia.

“Se conseguirmos compreender a população de buracos negros de massa intermédia – quantos existem e onde estão localizados – podemos ajudar a determinar se as nossas teorias da formação de buracos negros super-massivos estão corretas”, disse o co-autor Enrico Ramirez-Ruiz, professor de astronomia e astrofísica na Universidade da Califórnia em Santa Cruz e professor do Instituto Neils Bohr na Universidade de Copenhaga.

Mas será que todas as galáxias anãs têm buracos negros de massa intermédia?

“Isso é difícil de afirmar, porque a detecção de buracos negros de massa intermédia é extremamente desafiante”, disse Ramirez-Ruiz.

As técnicas clássicas de caça aos buracos negros, que procuram buracos negros em alimentação activa, não são muitas vezes suficientemente sensíveis para descobrir buracos negros nos centros das galáxias anãs.

Como resultado, apenas uma fracção minúscula de galáxias anãs é conhecida por acolher buracos negros de massa intermédia.

A descoberta de mais buracos negros de tamanho médio, com eventos de perturbação de marés, poderá ajudar a resolver o debate sobre a maneira como os buracos negros super-massivos se formam.

“Uma das maiores questões em aberto na astronomia é actualmente a formação dos buracos negros super-massivos”, disse a co-autora Vivienne Baldassare, professora de física e astronomia na Universidade do Estado de Washington.

Dados do levantamento YSE permitiram à equipa detectar os primeiros sinais de luz, isto é, quando o buraco negro começou a devorar a estrela. A captura deste momento inicial foi fundamental para desbloquear o tamanho do buraco negro, porque a duração destes eventos pode ser usada para medir a massa do buraco negro central.

Este método, que até agora só tinha sido mostrado funcionar bem para os buracos negros super-massivos, foi proposto pela primeira vez por Ramirez-Ruiz e pela co-autora Brenna Mockler da Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

“Esta erupção foi incrivelmente rápida, mas dado que os nossos dados YSE nos deram tanta informação tão cedo no evento, fomos realmente capazes de determinar a massa do buraco negro”, disse Angus.

Este estudo teve por base dados de observatórios de todo o mundo, incluindo o Observatório W. M. Keck no Hawaii, o NOT (Nordic Optical Telescope), o Observatório Lick da Universidade da Califórnia, o Telescópio Espacial Hubble da NASA, o Observatório Gemini, o Observatório Palomar e o levantamento Pan-STARRS no Observatório Haleakala.

Astronomia On-line
15 de Novembro de 2022