Espiral espetacular pode envolver a Via Láctea

Astrônomos precisaram de um século inteiro após a descoberto da primeira espiral celestial para

provar que a própria Via Láctea é uma espiral gigante.

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

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

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

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

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

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

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

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

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Brasil deve instalar novo radiotelescópio nos Andes junto com a Argentina e acerta parceria para explorar megatelescópio a ser construído na região.

O Llama poderá ajudar as astronomias brasileira e argentina a dar passos largos nos 

próximos anos, com a realização de importantes descobertas. 

(Foto: Instituto Argentino de Radioastronomia)

Na vastidão fria das encostas andinas, as felpudas lhamas típicas do local observam tranquilamente as estrelas. Em breve, no entanto, ganharão nova companhia de olhar aguçado: um radiotelescópio, fruto do projeto binacional Llama (Large Latin American Millimeter Array), será construído pelo Brasil e a Argentina na região para explorar os mistérios do espaço a partir de radiações de alta frequência. Além disso, o novo Telescópio Gigante de Magalhães (GMT), megaprojeto que já tem participação brasileira garantida, promete estudar os céus andinos em detalhe. 

O novo radiotelescópio será instalado na província de Salta, no noroeste argentino, a uma altitude de aproximadamente 4.700 m. Com uma antena de 12 m, ele vai operar em comprimentos de ondas milimétricas e submilimétricas, equivalentes a frequências entre 90 e 700 gigahertz (Ghz), e está previsto para começar a funcionar em 2017. 

São poucos os radiotelescópios instalados a uma altitude tão extrema, o que é fundamental para a qualidade das observações, já que a radioastronomia de altas frequências trabalha com ondas de comprimento muito pequeno, absorvidas pelo vapor d’água da atmosfera – portanto, quanto maior a altitude da antena, melhor a qualidade de sua captação. 

O equipamento permitirá explorar praticamente todas as áreas da astronomia: da astroquímica – que investiga a formação de moléculas em meio às nuvens de poeira espacial – aos exoplanetas, à formação das galáxias e muito mais. 

“Poderemos estudar, por exemplo, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea ou a composição da atmosfera de exoplanetas”, prevê Jacques Lépine, astrônomo da Universidade de São Paulo e coordenador nacional do projeto. “Também será possível analisar a composição de galáxias distantes ou a formação de estrelas, difícil de observar na faixa eletromagnética visível devido ao gás e à poeira.” 

Um por todos, todos por um 

A ideia inicial do projeto é operar como um radiotelescópio independente. “Até há pouco tempo, os receptores eram muito ruidosos, então essa faixa de comprimento de ondas ainda é pouco explorada; há diversos radiotelescópios que operam abaixo de 100 Ghz, mas poucos na faixa entre 100 e 1 mil GHz”, conta Lépine. “Há muita coisa para observar, mesmo com apenas uma antena, especialmente em uma altitude tão grande, sem paralelo com qualquer equipamento na Europa ou nos Estados Unidos.”

O conjunto de radiotelescópios Alma é responsável por um dos ‘olhares’ mais aguçados

do homem para o espaço. Novo projeto binacional Llama poderá trabalhar em parceria com

esse complexo. (Foto: ESO/ CMALIN)

O projeto, porém, também prevê uma atuação bem próxima a outras iniciativas astronômicas instaladas na região, como o Apex (Atacama Pathfinder Experiment), o Aste (Atacama Submillimeter Telescope Experiment) e, em especial, o Alma (Atacama Large Millimeter Array). 

A ideia é que o novo radiotelescópio possa funcionar, eventualmente, como uma espécie de antena adicional ao conjunto das 66 que compõem o radiotelescópio do Observatório Europeu do Sul (ESO). 

As antenas do Alma cobrem uma área de 20 km2; e, junto com o novo equipamento, que ficará a 150 km desse complexo, poderá gerar imagens mais detalhadas. “Muitas antenas próximas aumentam a área coletora, o que permite detectar sinais mais fracos, além de compartilhar a mesma infraestrutura”, explica Lépine. “Já combinar antenas distantes melhora a resolução angular da imagem, ou seja, a capacidade de distinguir objetos próximos, como uma estrela e um planeta”, exemplifica. 

O radiotelescópio binacional terá, inclusive, uma antena igual às que compõem o Alma. “É uma questão de economia: utilizar uma antena igual às do Alma reduz custos, pois não tivemos que criar um projeto do zero e foi possível encomendá-la à mesma empresa”, esclarece Lépine. 

A complementaridade entre os projetos permitirá, ainda, que astrônomos brasileiros e argentinos façam mapeamentos de regiões espaciais de seu interesse para formular estudos com mais chances de conseguir uma vaga na concorrida agenda de observações do Alma. 

O novo radiotelescópio também pode ser o passo inicial para a criação de uma rede latino-americana de radiotelescópios, operando por Interferometria de Longa Linha de Base (VLBI, da sigla em inglês), como redes que já existem nos Estados Unidos e na Europa. A tecnologia usa antenas espalhadas por grandes distâncias para simular um radiotelescópio muito maior, mais preciso e potente do que qualquer uma delas isoladamente. “Com vários instrumentos atuando em conjunto e observando o mesmo objeto, na mesma frequência e ao mesmo tempo, será possível obter imagens e informações muito mais precisas e detalhadas”, destaca o astrônomo. 

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Boeing revela exatamente o que falta para colocarmos os pés em Marte

São seis os passos, de acordo com a Boeing, necessários para empreender uma missão tripulada de ida e volta a Marte.

Além da Orion (nave espacial) e do foguete SLS (Space Launch System) para levar a cápsula, haveria a necessidade de um transportador solar, uma cápsula-habitat para a tripulação, um "lander" (para fazer o pouso) e também um pequeno foguete para impulsionar a cápsula para fora de Marte para o retorno da tripulação para a Terra. A Boeing é a empresa responsável pelo desenvolvimento do foguete SLS. Em 20 anos, a NASA finalmente lançará uma missão tripulada a Marte. Atualmente, o Orion e o foguete SLS estão em construção. 

No vídeo abaixo, o diretor Michael Raftery explica que o reboque será indispensável para transportar a nave Orion e o resto dos equipamentos até a órbita de Marte, impulsionado por painéis solares e energia iônica. “Hoje, em alguma sala de aula, existe uma pessoa entre 10 e 20 anos de idade que será a primeira colocar os pés em Marte. E é emocionante pensar como será a vida dessa pessoa”, afirmou Raftery. Ele acrescenta que para chegar a Marte será necessário em torno de seis a sete meses e é preciso aproveitar uma janela de aproximação entre a Terra e Marte que só ocorre a cada dois anos. Ou seja, uma vez lançada a missão humana a Marte, ela só poderá retornar dois anos depois. 

No vídeo abaixo, saiba o que realmente resta para a humanidade pisar em Marte:

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NASA e Nissan vão desenvolver carro autônomo

Mais uma prova de que o futuro é em 2015. A NASA desenvolverá, juntamente com a Nissan, um carro que dirige sozinho. Estima-se que o primeiro veículo de testes fique pronto até o fim deste ano. E, além de ser totalmente autônomo, a promessa é que ele não emita poluentes.

O presidente da Nissan, Carlos Ghosn, afirmou que “o trabalho da Nissan e da NASA tem focos distintos - um no espaço e outro no planeta Terra -, mas está ligado por desafios semelhantes”. A NASA, por exemplo, aproveitará as pesquisas de carros autônomos para implementá-las em robôs espaciais, que já são semiautônomos.

No centro de testes em Moffett Field, na Califórnia, pesquisadores irão verificar a capacidade do carro de transportar cargas e pessoas de forma remota. A NASA liga o projeto às sondas planetárias, que são movimentadas a partir de um centro de controle.

"Desenvolvemos o software para o robô que foi a Marte, os robôs da Estação Espacial Internacional e os sistemas de gestão de tráfego aéreo de nova geração. Estamos ansiosos para aplicar os conhecimentos desenvolvidos nessa parceria no espaço e em futuras tecnologias para a aeronáutica”, afirmou Pete Worden, diretor da NASA.

Apesar do veículo de testes ficar pronto ainda este ano, o carro que dirige sozinho da NASA deve chegar ao mercado automotivo apenas em 2020.

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Cometa Lovejoy é visível no Brasil até o fim de janeiro

Com um brilho esverdeado, o cometa Lovejoy (C/2014 Q2) está visível desde o fim de dezembro. No Brasil, porém, ele se tornou aparente somente desde o dia 9, e permanecerá exibindo seu núcleo, que mede entre 3 e 5 quilômetros, até o próximo dia 31. Apesar do tamanho relativamente pequeno da cabeça, ou coma, atinge cerca de 600 quilômetros, ao expelir gases, vapor e poeira conforme se aproxima do Sol. O cometa se move a uma velocidade de cerca de 132 mil km/h e está a 74 mil quilômetros de distância da Terra.

É possível observá-lo com a ajuda de um binóculo em lugares em que o céu esteja limpo e o mais longe possível da poluição luminosa, como as luzes de cidade grande. Hoje, o cometa passa próximo da constelação de Touro, subindo à direita da constelação de Orion, identificável através de seu cinturão, formado pelas popularmente conhecidas Três Marias, como mostra a imagem abaixo do site Universe Today. É possível ainda acompanhar a trajetória do cometa no site Live Comet Data.

O cometa Lovejoy foi descoberto em agosto de 2014, pelo astrônomo amador australiano Terry Lovejoy, que trabalha com tecnologia da informação. “Não tem nenhum segredo, meu trabalho na área de TI me ajudou muito com o uso do telescópio e, consequentemente, com essa descoberta”, afirmou o entusiasta da astronomia a CNN. A última vez que o cometa esteve tão próximo da Terra foi há 11 mil anos. Quem não conseguir visualizá-lo agora poderá tentar de novo daqui a 8 mil anos.

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Nosso planeta em movimento: A atmosfera da Terra

O nosso planeta é completamente envolvido por uma fina camada gasosa à qual damos o nome de atmosfera. É a ação do campo gravitacional da Terra que mantém essa camada gasosa em volta do nosso planeta. 

A atmosfera terrestre alcança uma altura de mais de 560 quilômetros acima da sua superfície. Se compararmos isso com o raio do nosso planeta, cerca de 6367 quilômetros, vemos que a nossa atmosfera é uma capa gasosa muito fina, equivalente a apenas 8% da estrutura global Terra-atmosfera. 

Por ser uma distribuição gasosa, não possui um limite bem definido. À medida que nos afastamos da superfície do nosso planeta a atmosfera vai, lentamente, se tornando cada vez mais rarefeita e desaparece no espaço interplanetário. Não há um limite definido entre a atmosfera e o espaço exterior. 

Para definir o limite entre a nossa atmosfera e o espaço exterior a Federação Aeronáutica Internacional (FAI, sigla em inglês) criou a chamada Linha de Karman, que é um limite convencionado que fica a uma altitude de 100 quilômetros acima do nível do mar, usado para definir o limite entre a atmosfera terrestre e o espaço exterior. Além disso, a partir desse limite há um rápido aumento na temperatura da atmosfera e uma forte interação com a radiação proveniente do Sol.

A composição da nossa atmosfera 

O fino envoltório de ar que circunda o nosso planeta é uma mistura de gases em que cada um deles mantém suas próprias propriedades físicas. 

Essa mistura gasosa está longe de ser dividida em partes iguais. Dois elementos químicos, o nitrogênio e o oxigênio, constituem cerca de 99% do volume total de ar. O restante, cerca de 1%, é formado por vestígios de outros gases, sendo que o mais predominante deles é o argônio, um elemento gasoso inerte.

Ao contrário do que muitos pensam, excetuando-se o nitrogênio e o oxigênio, o restante dos gases, que estão presentes somente em quantidades pequenas na atmosfera terrestre, são muito importantes para a manutenção da vida no nosso planeta. Dois deles em particular, o dióxido de carbono e o ozônio, podem ter um grande impacto sobre os processos atmosféricos. 

Um outro gás, o vapor de água, também existe em pequenas quantidades na atmosfera do nosso planeta. Ele varia em concentração sendo quase não existente sobre as regiões desérticas mas atingindo cerca de 4% sobre os oceanos. O vapor de água é importante para a produção do clima uma vez que ele existe nas fases gasosa, líquida e sólida e absorve a energia radiante proveniente da Terra. 

A energia solar incidente sobre a Terra é parte absorvida pela crosta e parte refletida para a atmosfera. Essa energia adicionada àquela gerada no interior da Terra é transferida para a sua atmosfera por meio de três processos: 

• Condução 

• Convecção 

• Radiação 

Por exemplo, o processo de condução de calor é aquele que você sente quando segura a alça de metal de uma panela que está sendo aquecida. O processo de convecção é visto em um líquido em ebulição: bolhas de alta temperatura são formadas no fundo do recipiente e se deslocam para a superfície. Deste modo a maior energia existente no fundo do recipiente é trazida para a parte do líquido que está mais próxima da superfície.

O processo de radiação pode ser sentido quando aproximamos nossa mão da boca acesa de um fogão. Não precisamos tocá-la para saber que ela está acesa. A energia é irradiada e atravessa o espaço existente entre o fogo e a nossa mão nos avisando do perigo de uma aproximação maior. 

Um dos principais processos de circulação de energia na atmosfera da Terra é produzido pelas chamadas correntes de condução de calor. O ar aquecido junto ao solo sobe para a parte superior da atmosfera enquanto que o ar frio das suas camadas superiores desce na direção do solo. Isso ocorre em toda a atmosfera e essa circulação é responsável por vários fenômenos climáticos. Tanto os tornados como os furacões são criados por processos que envolvem essa circulação de ar quente e frio. 

A imagem abaixo mostra como essa troca de calor ocorre globalmente na atmosfera da Terra:

A tabela abaixo detalha a composição química percentual da atmosfera seca da Terra. A sigla ppmv signica quantas partes do elemento químico é encontrada por milhão no volume atmosférico (ppmv = partes por milhão por volume):

Encontramos também na atmosfera da Terra uma quantidade altamente variável de vapor d'água (H2O). Em geral essa quantidade cresce tipicamente até o valor de cerca de 1%. 

O ozônio e o dióxido de carbono são os gases que estão relacionados com o chamado "efeito estufa". 

A massa molecular média do ar é de 28,97 gramas por mol. 

A variação da composição atmosférica com a altitude 

Podemos dizer que há uma linha demarcadora a cerca de 100 quilômetros de altitude na nossa atmosfera, a "linha Karman" que definimos anteriormente. Abaixo dessa altitude a atmosfera da Terra tem uma composição química mais ou menos uniforme, com a única exceção do vapor d'água. 

Acima de 100 quilômetros de altitude a atmosfera do nosso planeta começa a ter uma composição química que varia com a altitude considerada. Ocorre que em altitudes superiores a essa não ocorrem mais os processos de mixagem característicos das partes mais baixas da atmosfera. Na ausência dessa mixagem a densidade de um determinado gás cai exponencialmente com o aumento da temperatura. Essa taxa de diminuição de densidade é característica de cada gás pois ela depende da massa molecular do gás. 

Os gases cujos elementos possuem maior massa, tais como o oxigênio e o nitrogênio, têm a sua densidade diminuída mais rapidamente do que os elementos mais leves tais como o hélio, hidrogênio molecular e hidrogênio atômico. 

A essa camada da atmosfera da Terra que tem uma composição variável com a altitude damos o nome de heterosfera. 

À medida que vamos para altitudes cada vez maiores a nossa atmosfera passa a ser dominada sucessivamente por hélio, hidrogênio molecular e hidrogênio atômico. 

A precisa altitude onde está localizada a heterosfera, assim como as camadas que ela contém, varia significantemente com a temperatura.