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segunda-feira, 20 de novembro de 2023

Uma explosão de raios gama e os seus efeitos na ionosfera terrestre

Uma enorme explosão de raios gama, detectada pelo telescópio espacial Integral da ESA, atingiu a Terra.

© ESA (ilustração da explosão de raios gama)

A explosão causou uma perturbação significativa na ionosfera do nosso planeta. Estas perturbações estão normalmente associadas a eventos de partículas energéticas no Sol, mas esta foi o resultado da explosão de uma estrela a quase dois bilhões de anos-luz de distância.

A análise dos efeitos da explosão pode fornecer informações sobre as extinções em massa na história da Terra. Às 14:21 de 9 de outubro de 2022, uma explosão de raios gama (ou GRB, Gamma-Ray Burst) extremamente brilhante e de longa duração foi detectada por muitos dos satélites de alta energia em órbita perto da Terra, incluindo a missão Integral da ESA. 

O Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) foi lançado pela ESA em 2002 e tem detectado explosões de raios gama quase todos os dias. No entanto, a GRB 221009A foi menos vulgar. As explosões de raios gama foram, em tempos, acontecimentos misteriosos, mas atualmente reconhece-se que são a liberação de energia de estrelas em explosão, as chamadas supernovas, ou da colisão de duas estrelas de nêutrons superdensas. 

Estatisticamente, um GRB tão forte como GRB 221009A chega à Terra apenas uma vez em cada 10.000 anos. Durante os 800 segundos de impacto dos raios gama, a explosão emitiu energia suficiente para ativar detectores de relâmpagos na Índia. Instrumentos na Alemanha detetaram sinais de que a ionosfera da Terra foi perturbada durante várias horas pela explosão. 

A ionosfera é a camada da atmosfera superior da Terra que contém gases eletricamente carregados denominados plasma. Estende-se de cerca de 50 km a 950 km de altitude. Os pesquisadores referem-se a ela como a ionosfera superior, acima dos 350 km, e a ionosfera inferior, abaixo dos 350 km. A ionosfera é tão tênue que as naves espaciais podem manter órbitas na maior parte da ionosfera. 

Uma destas naves espaciais é o CSES (China Seismo-Electromagnetic Satellite), também conhecido como Zhangheng, uma missão espacial sino-italiana. Foi lançada em 2018 e monitora a parte superior da ionosfera para detectar alterações no seu comportamento eletromagnético. A sua missão principal é estudar possíveis ligações entre as alterações na ionosfera e a ocorrência de eventos sísmicos, como terremotos, mas também pode estudar o impacto da atividade solar na ionosfera. 

No passado, foram observados GRBs afetando a ionosfera inferior durante a noite, quando a influência solar é removida, mas nunca no lado superior. Isto levou a crer que, quando chega à Terra, a explosão de um GRB já não é suficientemente poderosa para produzir uma variação na condutividade da ionosfera que conduza a uma variação do campo elétrico. Pela primeira vez, foi vista uma perturbação intensa sob a forma de uma forte variação do campo elétrico na ionosfera superior.

Este GRB em particular teve lugar numa galáxia a quase 2 bilhões de anos-luz de distância, mas ainda assim teve energia suficiente para afetar a Terra. Embora o Sol seja normalmente a principal fonte de radiação suficientemente forte para afetar a ionosfera da Terra, este GRB acionou instrumentos geralmente reservados para estudar as imensas explosões na atmosfera do Sol conhecidas como erupções solares.

Este fato reforça a ideia de que uma supernova com possíveis consequências de uma explosão de raios gama na Via Láctea pode ter consequências muito mais graves. Na pior das hipóteses, a explosão não só afetaria a ionosfera, como também poderia danificar a camada de ozônio, permitindo que a perigosa radiação ultravioleta do Sol chegasse à superfície da Terra. Especula-se que este efeito seja uma possível causa de alguns dos eventos de extinção em massa que se sabe terem ocorrido na Terra no passado. 

Um artigo foi publicado na revista Nature Communications

Fonte: ESA

domingo, 9 de abril de 2023

A Terra tem uma nova quase-lua?

O asteroide 2023 FW13, recentemente descoberto, criou um certo rebuliço entre os observadores de asteroides.

© Tonny Dunn (trajetória do asteroide 2023 FW13)

Acontece que ele está em uma órbita que não está apenas em ressonância 1:1 com a Terra, mas segue um caminho que realmente circunda a Terra, embora em uma órbita tão excêntrica que se estende a meio caminho de Marte e a meio caminho de Vênus. Na imagem, a trajetória descrita pelo asteroide (em verde)  mostra um referencial rotativo que mantém a linha Terra-Sol estacionária.

Não existe uma definição formal para objetos como este, que às vezes são chamados de quase-luas ou quase-satélites. Eles seguem um caminho ao redor da Terra, mas geralmente por não mais do que algumas décadas. Talvez o mais conhecido desses objetos, o Kamoʻoalewa, foi encontrado em 2016 e é considerado o menor, mais próximo e mais estável quase-satélite conhecido. Tem uma órbita que está em ressonância estável com a Terra há quase um século, e assim permanecerá nos próximos séculos, segundo cálculos de Paul Chodas, do Jet Propulsion Laboratory. 

Mas este asteroide recém-descoberto, se os cálculos orbitais preliminares estiverem corretos, ultrapassará facilmente esse recorde. Algumas estimativas dizem que ele circulou a Terra desde pelo menos 100 aC e provavelmente continuará a fazê-lo até cerca de 3700 dC. Possivelmente, o 2023 FW13 seria o quase-satélite mais estável da Terra já encontrado. 

O asteroide foi observado pela primeira vez em 28 de março pelo observatório PanSTARRS no topo de Haleakalā, no Havaí. Após mais observações do telescópio Canada France Hawaii em Mauna Kea, e de observatórios em Kitt Peak e Mount Lemmon, a descoberta foi anunciada oficialmente em 1º de abril.

Embora  o asteroide 2023 FW13 realmente circule a Terra, há um problema: “A dimensão do loop (cerca de 0,18 unidade astronômica em raio) é tão grande que a Terra não desempenha praticamente nenhum papel em seu movimento,” disse Alan Harris, do Space Science Institute. Para referência, Mercúrio orbita o Sol de 0,4 UA.

O asteroide está realmente orbitando o Sol e não está gravitacionalmente ligado à Terra. No entanto, está em ressonância com o nosso planeta, e é por isso que seu caminho gira amplamente ao redor da Terra. Mesmo a chance de acabar em uma quase órbita, estima Harris, não é única. Um cálculo rápido sugere que existem cerca de 2 milhões de asteroides próximos da Terra de seu tamanho ou maiores (com uma magnitude absoluta de 26), e que deve haver cerca de três desses objetos atualmente girando em torno da posição da Terra.

"Estima-se que o tamanho desse objeto seja de cerca de 10 a 15 metros de diâmetro. Sua quase correspondência com a órbita da Terra torna sua velocidade relativa baixa o suficiente para que possam ser acessados por espaçonaves em questão de meses," disse o especialista em asteroides de longa data, Richard Binzel, do Massachusetts Institute of Technology (MIT). 

Fonte: Sky & Telescope

sexta-feira, 24 de março de 2023

Estudo exclui meteoritos derretidos como fonte da água da Terra

A água cobre 71% da superfície da Terra, mas ninguém sabe como ou quando quantidades tão gigantescas desta substância chegaram ao nosso planeta em primeiro lugar.

© J. Cook (ilustração do transporte de água para a Terra)

A linha branca tracejada nesta ilustração mostra a fronteira entre o Sistema Solar interior e o exterior, com o cinturão de asteroides posicionada aproximadamente entre Marte e Júpiter. Uma bolha perto do topo da imagem mostra moléculas de água presas a um fragmento rochoso, demonstrando o tipo de objeto que poderia ter transportado água para a Terra.

Um novo estudo aproxima os cientistas da resposta a essa pergunta. Liderados por Megan Newcombe, professora assistente de Geologia na Universidade de Maryland, EUA, os pesquisadores analisaram meteoritos derretidos que flutuavam no espaço desde que o Sistema Solar se formou há 4,5 bilhões de anos. Descobriram que estes meteoritos tinham um conteúdo de água extremamente baixo. Realmente, estavam entre os materiais extraterrestres mais secos alguma vez medidos, levando os pesquisadores a excluí-los como a principal fonte de água da Terra.

Os cientistas querem compreender como o nosso planeta conseguiu obter água, porque não é completamente óbvio. A obtenção de água e ter oceanos à superfície de um planeta pequeno e relativamente próximo do Sol é um desafio. 

Os pesquisadores analisaram sete meteoritos derretidos, ou acondritos, que colidiram com a Terra bilhões de anos após a fragmentação de pelo menos cinco planetesimais, objetos que colidiram para formar os planetas no nosso Sistema Solar. Num processo conhecido como derretimento, muitos destes planetesimais foram aquecidos pela decomposição de elementos radioativos na história inicial do Sistema Solar, causando a sua separação em camadas com uma crosta, manto e núcleo.

Após analisar as amostras de meteoritos acondritos, os pesquisadores descobriram que a água compreendia menos de dois milionésimos da sua massa. Em comparação, os meteoritos mais molhados, um grupo chamado condritos carbonáceos, contêm até cerca de 20% de água, em massa. Isto significa que o aquecimento e o derretimento dos planetesimais leva a uma perda quase total de água, independentemente da origem destes planetesimais no Sistema Solar e da quantidade de água com que começaram.

Os pesquisadores descobriram que, ao contrário da crença popular, nem todos os objetos do Sistema Solar exterior são ricos em água. Isto levou-os a concluir que a água foi provavelmente entregue à Terra através de meteoritos não derretidos, ou condritos. Esta descoberta tem aplicação para além da geologia. Os pesquisaores exoplanetários estão interessados na origem da água da Terra devido às suas profundas ligações com a vida.

Um artigo foi publicado na revista Nature

Fonte: University of Maryland

domingo, 12 de junho de 2022

Novas semelhanças entre a Terra e Titã

A lua de Saturno, Titã, é bastante parecida com a Terra, pois também tem rios e mares, só que eles são compostos de metano e etano líquidos em vez de água.

© NASA/Cassini (Titã)

Astrônomos descobriram como o ciclo de líquido no satélite é similar com o do nosso planeta, mostrando semelhanças antes desconhecidas.

A pesquisa foi liderada por Mathieu Lapôtre, geólogo da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos. O estudo revela de que modo o ciclo de transporte de líquido impulsiona grãos sobre a superfície de Titã. 

A atmosfera da maior lua de Saturno é tomada por ventos de nitrogênio que formam dunas de areia de hidrocarbonetos. Os cientistas identificaram o processo que permite a formação de tais grãos e até mesmo de rochas em Titã, dependendo da frequência com que os ventos sopram e os riachos fluem. Com isso, eles acreditam ter descoberto como todos os ambientes sedimentares da lua se formaram. “Se entendermos como as diferentes peças do quebra-cabeça se encaixam e sua mecânica, podemos começar a usar as formas de relevo deixadas por esses processos sedimentares para dizer algo sobre o clima ou a história geológica de Titã, e como elas podem afetar a perspectiva para a vida na lua,” aponta Lapôtre. 

Primeiro, os pesquisadores buscaram compreender como os compostos orgânicos básicos de Titã — que acredita-se serem muito mais frágeis do que grãos de silicato inorgânicos na Terra — podem se transformar em estruturas maiores em vez de virarem poeira. Normalmente, conforme os ventos transportam os grãos, eles colidem uns com os outros e com a superfície. Essas colisões tendem a diminuir o tamanho do grão. Mas qual mecanismo poderia deixar grãos em tamanho estável? 

Ao analisarem ooides, sedimentos esféricos de mares tropicais rasos da Terra, os cientistas acreditam ter encontrado uma resposta: esses sedimentos podem passar por uma precipitação química, que permite que eles cresçam, apesar da erosão de ondas e tempestades. Um processo similar também pode estar ocorrendo no satélite de Saturno. “Nós levantamos a hipótese de que a sinterização, que envolve grãos vizinhos se fundindo em uma única peça, poderia contrabalançar a erosão [em Titã] quando os ventos transportam os grãos,” explica Lapôtre. 

Ao averiguarem dados da sonda Cassini, da NASA, os autores do estudo viram que os ventos são mais comuns perto do equador da lua, onde ocorre menos sinterização, formando, portanto, grãos de areia mais finos, componente crítico para formar dunas. Já em latitudes médias, o processo químico cria grãos mais grossos, eventualmente originando rochas que compõem planícies. Os grãos de areia também formam labirintos perto dos polos, onde há maior frequência de rios e tempestades, tornando os sedimentos mais propensos a serem transportados pelo líquido do que pelo vento. 

“Estamos mostrando que em Titã, assim como na Terra e como costumava ser em Marte, temos um ciclo sedimentar ativo que pode explicar a distribuição latitudinal das paisagens. É muito fascinante pensar em como existe esse mundo alternativo tão distante, onde as coisas são tão diferentes, mas tão semelhantes,” complementa Lapôtre. 

Um artigo foi publicado no periódico Geophysical Research Letters

Fonte: Revista Galileu

sexta-feira, 4 de fevereiro de 2022

Descoberto o segundo asteroide troiano da Terra

Ao examinar o céu muito perto do horizonte ao nascer do Sol, o telescópio SOAR no Chile, parte do Observatório Interamericano Cerro-Tololo, um programa do NOIRLab, ajudou os astrônomos a confirmar a existência de apenas o segundo asteroide troiano da Terra conhecido e a revelar que tem mais de um quilometro de largura, cerca de três vezes maior do que o primeiro.

© NOIRLab (ilustração de asteroide troiano da terra)

Usando o Telescópio SOAR (Southern Astrophysical Research) de 4,5 metros no Cerro Pachón no Chile, astrônomos liderados por Toni Santana-Ros da Universidade de Alicante e do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona observaram o asteroide recentemente descoberto 2020 XL5 para restringir a sua órbita e tamanho.

Os resultados confirmam que 2020 XL5 é um troiano da Terra, ou seja, um asteroide companheiro da Terra que orbita o Sol pelo mesmo percurso que o nosso planeta, e que é o maior até agora encontrado.

Os troianos são objetos que partilham uma órbita com um planeta, agrupados em torno de uma de duas áreas especiais gravitacionalmente equilibradas ao longo da órbita do planeta conhecidas como pontos de Lagrange. Sabe-se que vários planetas do Sistema Solar têm asteroides troianos, mas 2020 XL5 é apenas o segundo asteroide troiano conhecido encontrado perto da Terra. 

Também foram feitas observações do asteroide 2020 XL5 pelo telescópio Lowell Discovery de 4,3 metros no Observatório Lowell, Arizona, EUA, e pela Optical Ground Station de 1 metro da ESA em Tenerife, nas Ilhas Canárias. 

Descoberto no dia 12 de dezembro de 2020 pelo telescópio Pan-STARRS no Havaí, o asteroide 2020 XL5 tem cerca de 1,2 quilômetros de diâmetro, sendo muito maior do que o primeiro asteroide troiano da Terra descoberto, de nome 2010 TK7. Quando 2020 XL5 foi descoberto, a sua órbita em torno do Sol não era suficientemente bem conhecida para dizer se se tratava de um asteroide próximo da Terra atravessando a nossa órbita, ou se se tratava de um verdadeiro troiano.

Embora outros estudos tenham apoiado a identificação do asteroide troiano, os novos resultados tornam esta determinação muito mais robusta e fornecem estimativas do tamanho de 2020 XL5 e qual o tipo de asteroide.

Os dados do SOAR permitiu fazer uma primeira análise fotométrica do objeto, revelando que 2020 XL5 é provavelmente um asteroide do tipo C, que é escuro, contém muito carbono e é o tipo de asteroide mais comum no Sistema Solar.

Os resultados também mostraram que 2020 XL5 não permanecerá para sempre um asteroide troiano. Permanecerá estável na sua posição durante pelo menos mais 4.000 anos, mas eventualmente ficará gravemente perturbado e escapará para vaguear pelo espaço.

Os asteroides 2020 XL5 e 2010 TK7 podem não estar sozinhos, podem haver muitos mais troianos da Terra que até agora não foram detectados à medida que aparecem perto do Sol no céu. Isto significa que as buscas e observações de troianos da Terra devem ser realizadas perto do nascer ou do pôr do Sol, com o telescópio apontando perto do horizonte, através da parte mais espessa da atmosfera, o que resulta em más condições de visão.

O SOAR conseguiu apontar até 16 graus acima do horizonte, enquanto muitos telescópios de 4 metros (e maiores) não são capazes de apontar tão baixo. Estas foram observações muito desafiantes, exigindo que o telescópio seguisse corretamente o seu limite de elevação mais baixo, uma vez que o objeto estava muito perto do horizonte oeste ao amanhecer. 

Por serem feitos de material primitivo que remonta ao nascimento do Sistema Solar e por poderem representar alguns dos blocos de construção que formaram o nosso planeta, os asteroides troianos são alvos atrativos para futuras missões espaciais.

Fonte: Lowell Observatory

quarta-feira, 1 de dezembro de 2021

Um eclipse lunar com bandas azuis

O que faz com que uma faixa azul cruze a Lua durante um eclipse lunar? A faixa azul é real, mas geralmente muito difícil de ver.

© Angel Yu (eclipse lunar)

A imagem HDR apresentada do eclipse lunar da semana passada, tirada de Yancheng, China, foi processada digitalmente para igualar o brilho da Lua e evidenciar as cores. A cor cinza do canto inferior direito é a cor natural da Lua, iluminada diretamente pela luz solar. A parte superior esquerda da Lua não é iluminada diretamente pelo Sol, pois está sendo eclipsada, ela fica na sombra da Terra.

Ela é fracamente iluminada, porém, pela luz do Sol que passou pelas profundezas da atmosfera terrestre. Esta parte da Lua é vermelha como o pôr do Sol da Terra são vermelhos: porque a atmosfera espalha mais luz azul do que vermelha. A incomum faixa azul é diferente, sua cor é criada pela luz do Sol que passou alto na atmosfera da Terra, onde a luz vermelha é melhor absorvida pelo ozônio do que a luz azul. 

Um eclipse total do Sol ocorrerá dia 4 de dezembro de 2021 (próximo sábado), mas, infelizmente, a totalidade será visível apenas perto do Polo Sul da Terra. Parte do eclipse surgirá a partir de 2h29min (BRT), enquanto o total se formará às 4h33min. O fenômeno será visto pela última vez às 6h37min. A totalidade do eclipse irá durar apenas 1 minuto e 54 segundos. 

Ele não poderá ser observado, no entanto, na maior parte do planeta. O principal ponto de aparição do eclipse será na Antártica. A região do mar de Weddell, parte do Oceano Antártico, terá a visualização mais privilegiada do raro fenômeno. Não será possível ver o fenômeno no Brasil. O último eclipse solar total visto pelos brasileiros aconteceu há 27 anos; o próximo, apenas em 2046. 

Um eclipse solar sempre acontece em média duas semanas antes ou depois de um eclipse lunar. Geralmente, são dois eclipses juntos, mas já foram registrados três em uma mesma temporada. O eclipse lunar parcial mais longo do século ocorreu no último dia 19 e foi visto em grande parte do planeta. Segundo a Nasa, quase 97,4% da Lua foi escondida durante o fenômeno, por isso não foi chamado de eclipse lunar total. Ele teve mais de três horas de duração; outro do mesmo tipo não será visto por outros 648 anos. A longa duração estava relacionada à órbita da Lua, que estava perto do seu ponto mais distante da Terra, o apogeu.

Fonte: NASA

sábado, 18 de setembro de 2021

Uma falha no campo magnético da Terra

Quando naves espaciais como as da empresa norte-americana SpaceX começarem a levar turistas para passeios na órbita da Terra, será necessário ficar mais atento e desligar alguns aparelhos ao passar sobre a América do Sul e o sul do oceano Atlântico.

© ESA (anomalia magnética na Terra)

Na imagem o azul mais escuro corresponde a área de menor intensidade do campo magnético.

Sobre essa região encontra-se uma área com campo magnético mais fraco, a Anomalia Magnética do Atlântico Sul (Amas), com menor poder de filtrar a radiação solar e as partículas do espaço. De acordo com estudos recentes, a Amas não para de se mover, podendo desaparecer de um lugar e reaparecer em outro. 

O campo magnético é o resultado do movimento do ferro líquido que envolve o núcleo interno do planeta, formado de ferro sólido. Ao girar a uma velocidade maior que a superfície, o ferro líquido produz um campo magnético com dois polos magnéticos opostos, próximos aos polos Norte e Sul geográficos. Sua intensidade na superfície do planeta é menor que a de um ímã de prender papel na porta da geladeira e diminui ainda mais no topo da atmosfera. Mesmo assim, funciona como um escudo de partículas cósmicas. 

Uma peculiaridade do campo magnético são as irregularidades ou anomalias, como a Amas. Dados históricos dos navegantes, que registravam a direção do campo magnético com bússolas, indicam que a Amas já existia na África do Sul no século XVI, com uma área bem menor, menos de um décimo da atual. Ela cruzou o oceano Atlântico a uma velocidade de cerca de 20 quilômetros por ano, aumentou em tamanho e diminuiu em intensidade. No entanto, pesquisadores brasileiros e franceses mostraram que o comportamento da Amas é diferente do que se imaginava.

“A Amas não se move em linha reta e velocidade constante quando vaga rumo a oeste, como previsto em modelos anteriores”, conta o geofísico Ricardo Trindade, da Universidade de São Paulo (USP), um dos autores de um estudo publicado na Earth, Planets and Space em fevereiro. “Há cerca de 80 anos, a Amas se dirigiu rapidamente para o sul e décadas depois foi para leste, antes de retomar o movimento para oeste.” 

O trabalho, baseado em dados de observatórios terrestres e de satélites, analisou a trajetória da Amas de 1840 a 2020, quando já cobria parte da América do Sul. Os pesquisadores brasileiros, trabalhando com colegas da Universidade de Nantes, na França, detectaram as variações de trajetória ao considerar o enfraquecimento do campo magnético da Terra, hoje 10% menos intenso do que quando foi medido com precisão pela primeira vez, em 1839, pelo matemático e físico alemão Carl Friedrich Gauss (1777-1855). Segundo Trindade, medir a Amas sem levar em consideração essa queda geral do campo magnético distorce as medidas, “como a profundidade do mar parece ser maior se for medida apenas a partir da maré alta”. 

A Amas, como todo o campo magnético da Terra, está hoje em sua fase mais fraca dos últimos cinco séculos. Teoricamente, a essa redução se seguiria uma inversão total dos polos magnéticos da Terra em centenas ou alguns milhares de anos, o que poderia provocar uma catástrofe climática e ambiental, como deve ter ocorrido há 780 mil anos. No entanto, analisando o registro magnético de estalagmites da caverna do Pau d’Alho, no município de Rosário do Oeste, em Mato Grosso, a equipe franco-brasileira mostrou que a Amas já passou por períodos de intensidade mínima em torno dos anos 850 e 1450, sem que os polos se invertessem. Depois disso, teria desaparecido sobre a América Latina e uma nova anomalia teria nascido próxima à África. Essa transição estaria acontecendo nesse momento: uma nova e pequena Amas já desponta no oceano Atlântico perto da África do Sul. Se a previsão estiver correta, a Amas atual, que cobre o Brasil, deve desaparecer, em data incerta, e o campo magnético da Terra deve ficar mais intenso, adiando a inversão dos polos. 

“As transformações abruptas na Amas observadas no Brasil, com queda na intensidade magnética, aconteceram cerca de 200 anos antes na África”, diz o geofísico Gelvam Hartmann, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), um dos autores de um artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences em dezembro de 2018. “Esse é o tempo, em média, que a Amas leva para se deslocar da África até a América do Sul.” A equipe chegou a essa conclusão comparando os dados da caverna com registros da África do Sul obtidos por outros grupos de pesquisa. 

Durante a formação das estalagmites – rochas que crescem do chão em direção ao teto, com acúmulo principalmente de calcário –, partículas de argila do solo, com minerais ferrosos como a magnetita, são carregadas pela chuva para dentro das cavernas. O calcário solidifica e a magnetita, como a agulha de uma bússola, se alinha ao campo magnético da Terra. Segundo Hartmann, as formações rochosas do interior das cavernas são ótimas para esse tipo de estudo por se formarem “em um ambiente livre de perturbações mecânicas que possam influenciar no registro magnético pelas magnetitas”.

A anomalia nascente perto da África surgiu nos últimos 15 anos, longe do centro da Amas, atualmente sobre o Paraguai. “Essa região está se expandindo e começando uma nova fase da anomalia”, explica o geofísico Filipe Terra-Nova, da USP. A conclusão reforça a hipótese de que as Amas se sucedem e, portanto, a reversão de polos estaria distante.

Um estudo internacional publicado na revista Science em fevereiro ilustra o impacto da movimentação dos polos magnéticos da Terra. Há cerca de 42 mil anos, após uma inversão, os polos não se estabilizaram e voltaram para a posição original. “O campo magnético quase desapareceu, deixando o planeta exposto a todo tipo de partículas de alta energia do espaço”, disse o geólogo Chris Turney, da University of New South Wales, em Sydney, Austrália. “Certamente, foi um período assustador, que lembrava o final dos tempos.” As intensas mudanças climáticas e ambientais podem até ter contribuído para a extinção de um tipo de hominídeo, os neandertais.

O telescópio espacial Hubble é desligado propositadamente sempre que passa pela Amas. As paredes da Estação Espacial Internacional (EEI) são feitas de materiais que reduzem a exposição dos astronautas aos raios cósmicos, principalmente quando passam por essa região.

“Os aviões comerciais, que voam a cerca de 12 km de altitude, podem sofrer impacto dos raios cósmicos”, comenta o físico Maurício Tizziani Pazianotto, do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Em 2008, um Airbus A3300 que ia de Singapura para a Austrália baixou o nariz duas vezes na mesma viagem sem nenhuma ordem dos pilotos. Alguns passageiros se feriram. “A causa do acidente não foi descoberta, mas um dos fatores que não foi descartado foi a radiação cósmica”, diz.

Em um estudo publicado na revista IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems em abril de 2020, ele mostrou que a probabilidade de interferência dos raios cósmicos varia de acordo com o local e a posição do aparelho no avião. Segundo ele, em alguns casos bastaria mudar a posição do equipamento – horizontal ou vertical – para reduzir a probabilidade de falhas.

Fontes: Pesquisa FAPESP e ESA

quarta-feira, 30 de junho de 2021

Encontrando a Terra retroiluminada pelo Sol

Cientistas da Universidade de Cornell e do Museu Americano de História Natural identificaram 2.034 sistemas estelares próximos, até uma pequena distância cósmica de 326 anos-luz, que poderiam encontrar a Terra meramente observando o nosso pálido ponto azul cruzando o Sol.

© OpenSpace (ilustração da Terra e do Sol vistos de um exoplaneta)

São 1.715 sistemas estelares que podem ter avistado a Terra desde que a civilização humana floresceu há cerca de 5.000 anos, e mais 319 sistemas estelares que serão acrescentados nos próximos 5.000 anos.

Os exoplanetas em torno destas estrelas próximas têm lugar cósmico de destaque para ver se a Terra contém vida. Foram usadas as posições e os movimentos do catálogo Gaia EDR3 da ESA para determinar quais as estrelas que entram e saem da Zona de Trânsito da Terra, e por quanto tempo. A nossa vizinhança solar é um lugar dinâmico onde as estrelas saem e entram deste ponto de vista perfeito para ver a Terra transitar o Sol a um ritmo rápido. 

Dos 2.034 sistemas estelares que passam pela Zona de Trânsito da Terra ao longo do período examinado de 10.000 anos, 117 objetos estão a cerca de 100 anos-luz do Sol e 75 destes estão na Zona de Trânsito da Terra desde que as estações comerciais de rádio na Terra começaram a transmitir para o espaço há cerca de um século. As ondas de rádio transmitidas da Terra são uma assinatura da nossa civilização tecnologicamente avançada e os exoplanetas dentro desse alcance podem tê-las captado.

Incluídos no catálogo de 2.034 sistemas estelares estão sete conhecidos por hospedar exoplanetas. Cada um destes mundos teve ou terá a oportunidade de detectar a Terra, assim como os cientistas da Terra já encontraram milhares de mundos em órbita de outras estrelas usando o método de trânsito. 

Ao observar o trânsito de exoplanetas distantes, ou seja, a passagem em frente da sua estrela, os astrônomos podem interpretar as atmosferas iluminadas por esta estrela. Caso os exoplanetas possuam vida inteligente, podem observar a Terra iluminada pelo Sol e ver as assinaturas químicas da vida na nossa atmosfera. 

O sistema Ross 128, com uma estrela anã vermelha localizada na direção da constelação de Virgem, fica a cerca de 11 anos-luz e é o segundo sistema mais próximo com um exoplaneta do tamanho da Terra (cerca de 1,8 vezes o tamanho do nosso planeta). Qualquer habitante deste exoplaneta poderia ter visto a Terra cruzando em frente do nosso próprio Sol durante 2.158 anos, começando há cerca de 3.057 anos; perderam o seu ponto de vista há cerca de 900 anos.

O sistema TRAPPIST-1, a 45 anos-luz da Terra, hospeda sete planetas do tamanho da Terra em trânsito, quatro deles na zona habitável temperada daquela estrela. Embora tenhamos descoberto estes exoplanetas em torno de TRAPPIST-1, eles não serão capazes de nos localizar até que o seu movimento os leve para a Zona de Trânsito da Terra daqui a 1.642 anos. Potenciais observadores no sistema TRAPPIST-1 permanecerão no lugar cósmico de destaque durante 2.371 anos. 

Esta análise mostra que mesmo as estrelas mais próximas geralmente passam mais de 1.000 anos num ponto de vista onde podem ver um trânsito da Terra pelo Sol. Se for assumido que o inverso é verdadeiro, isto fornece uma saudável linha temporal para que civilizações identifiquem a Terra como um planeta interessante. 

O telescópio espacial James Webb vai observar vários exoplanetas em trânsito para caracterizar as suas atmosferas e, finalmente, procurar por sinais de vida. A iniciativa Breakthrough Starshot é um projeto ambicioso em andamento que visa lançar uma nanosonda em direção ao exoplaneta mais próximo detectado em torno de Proxima Centauri, a cerca de 4,2 anos-luz de distância, e caracterizar completamente este mundo.

A pesquisa foi publicada na revista Nature.

Fonte: Cornell University

sexta-feira, 16 de abril de 2021

Carbono presente na Terra tem origem interestelar

As moléculas de carbono são fundamentais para a existência da vida em nosso planeta. Porém, os cientistas ainda debatem de onde vieram, e como chegaram até aqui na quantidade necessária para sustentar a vida.

© Scientific American (ilustração da Terra na etapa inicial de sua formação)

A ideia mais aceita sugere que o carbono já existia na nebulosa que se condensou e deu origem ao Sol e aos demais planetas do Sistema Solar. Porém novos estudos estão sustentando que, na verdade, o carbono da Terra teria origem interestelar. Isto é, estaria originalmente no espaço entre as estrelas de nossa Galáxia.

A hipótese mais aceita atualmente diz que o carbono encontrado na Terra estava presente no gás da nebulosa primordial que deu origem ao Sistema Solar. Quando os gases se resfriaram o suficiente para que as moléculas pudessem se precipitar, uma parte desta nebulosa, teria dado origem aos planetas rochosos, tais como a Terra, por um processo conhecido como acreção.

“Esse modelo de condensação foi amplamente utilizado por décadas. Ele assume que, durante os anos de formação do Sol, todos os elementos do planeta foram vaporizados. E, enquanto o disco protoplanetário esfriava, alguns destes gases se condensaram e forneceram os ingredientes químicos para formar os corpos sólidos. Porém, isso não é aplicável ao carbono,” disse Jie Li, professora da Universidade de Michigan. 

No seu estudo, ela e seus colegas dizem que este modelo não é valido pois, uma vez que o carbono é vaporizado, ele não consegue adquirir o estado sólido novamente. O disco protoplanetário é uma nuvem de matéria, composta majoritariamente por poeira e gás que circunda estrelas recém-formadas, influindo o Sol. Boa parte do carbono que estava presente no disco se apresentava na forma de moléculas orgânicas. 

Entretanto, quando o carbono é vaporizado, produz espécies químicas que são muito mais voláteis e que requerem temperaturas bastante baixas para se tornarem sólidas. Além disso, ele jamais poderá voltar a ser condensado na forma de moléculas orgânicas outra vez. Por isso, Li e sua equipe concluíram que o carbono presente na Terra deve ter sido herdado diretamente do meio interestelar, através de algum processo que evitou por completo que ele se vaporizasse. 

Segundo os resultados obtidos pelo estudo, a chegada do carbono no nosso planeta acontece bem depois da formação e do aquecimento do disco protoplanetário. As moléculas teriam sido condensadas em sólidos cerca de um milhão de anos depois que o Sol já havia se formado.

Para entender melhor qual pode ter sido o processo envolvido para trazer o carbono até aqui, Li estimou a quantidade máxima de carbono que a Terra poderia conter. Para isso, ela comparou a rapidez com a qual uma onda sísmica viaja até o núcleo terrestre. Os resultados sugerem que o elemento provavelmente compõe menos de 0,5% da massa total da Terra. Esta noção da quantidade máxima de carbono existente na Terra ajuda a entender em que momento em que ele chegou aqui, e como ele pode viabilizar a vida no planeta. Há um elemento de incerteza neste cálculo. Os pesquisadores irão analisar para saber quais são os reais limites da quantidade de carbono existente no núcleo da Terra. 

A fim de sustentar a vida, um planeta deve possuir carbono na proporção certa. Em excesso, ele pode desenvolver uma atmosfera muito densa, como aconteceu em Vênus. A atmosfera lá captura todo o calor vindo do Sol, mantendo temperaturas de aproximadamente 470 ºC. Se a Terra tivesse falta de carbono, poderia se assemelhar à Marte: um lugar hostil, incapaz de suportar vida à base de água, com temperaturas extremamente negativas.

No segundo estudo realizado pelo mesmo grupo, porém liderado por Marc Hirschmann, da Universidade de Minnesota, os pesquisadores também observaram a existência da perda de carbono. O fenômeno é central na construção da Terra como um planeta habitável. O planeta necessita de carbono para regular seu clima e permitir que a vida exista nele, mas isso é algo bastante delicado. Não pode haver excesso nem escassez do elemento. 

A equipe analisou como se dá o processamento do carbono nos planestimais, pequenos corpos que se agregam numa etapa no processo de formação dos planetas. Foi observado como os planetesimais retém o carbono durante o período inicial de sua formação. Para isso, foram examinados os núcleos metálicos destes corpos, que atualmente podem ser encontrados na forma de meteoritos de ferro. 

O estudo revelou que, durante esta etapa chave da formação de um planeta, uma boa parte do carbono desaparece à medida que os planestimais derretem, formam núcleos e perdem gás. 

“A maioria dos modelos sugere que o carbono e outros materiais essenciais à vida, como água e nitrogênio, estavam na nebulosa e deram origem a corpos rochosos primitivos. Estes corpos, por sua vez, trariam estes elementos para os planetas que estavam em formação, tais como a Terra ou Marte. Mas este processo pula uma etapa importante, na qual os planetesimais perdem muito de seu carbono antes que possam transportá-lo aos planetas,” disse Hirschmann.

Os dois estudos foram divulgados na revista Science Advances.

Fonte: Scientific American

terça-feira, 22 de outubro de 2019

As semelhanças da Terra com outros planetas

Os planetas parecidos com a Terra podem ser comuns no Universo, sugere um novo estudo.


© Mark Garlick (ilustração de uma anã branca com um planeta em cima e à direita)

Uma equipe de astrofísicos e geoquímicos apresenta novas evidências de que a Terra não é única.

"Acabamos de aumentar a probabilidade de muitos planetas rochosos serem como a Terra e há um número muito grande de planetas rochosos no Universo," disse Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA (Universidade da Califórnia em Los Angeles).

Os cientistas, liderados por Alexandra Doyle, estudante de geoquímica e astroquímica da UCLA, desenvolveu um novo método para analisar em detalhe a geoquímica dos planetas localizados além do nosso Sistema Solar. Foi analisado os elementos em rochas de asteroides ou fragmentos de planetas rochosos que orbitavam seis estrelas anãs brancas.

As estrelas anãs brancas são os remanescentes densos de estrelas normais. A sua forte atração gravitacional faz com que os elementos pesados como carbono, oxigênio e nitrogênio afundem rapidamente nos seus interiores, onde os elementos pesados não podem ser detectados por telescópios. A estrela anã branca mais próxima estudada por Doyle fica a cerca de 200 anos-luz da Terra e a mais distante está a 665 anos-luz.

"Observando estas anãs brancas e os elementos presentes na sua atmosfera, estamos observando os elementos que estão no corpo que orbitou a anã branca," disse Doyle. A grande força gravitacional da anã branca rasga o asteroide ou fragmento de planeta que está em órbita e o material cai sobre a anã branca, acrescentou. "Observar uma anã branca é como fazer uma autópsia sobre o conteúdo daquilo que devorou no seu sistema."

Os dados analisados por Doyle foram recolhidos por telescópios, principalmente pelo Observatório W. M. Keck no Havaí, que os cientistas espaciais haviam recolhido anteriormente para outros fins científicos.

Ao observar uma estrela anã branca espera-se encontrar hidrogênio e hélio. Mas nestes dados, foram vistas outras substâncias, como silício, magnésio, carbono e oxigênio, material de corpos que estavam em órbita e que se acumulou nas anãs brancas.

Quando o ferro é oxidado, partilha os seus elétrons com o oxigênio, formando uma ligação química. A isto chamamos oxidação e podemos ver quando o metal se transforma em ferrugem. O oxigênio captura elérons do ferro, produzindo óxido de ferro. Os astrônomos mediram a quantidade de ferro oxidado nestas rochas que atingiram a anã branca.

As rochas da Terra, de Marte e de outras partes do nosso Sistema Solar são semelhantes em composição química e contêm um nível surpreendentemente alto de ferro oxidado.

O Sol é composto principalmente de hidrogênio, que faz o oposto da oxidação; o hidrogênio acrescenta elétrons.

Os pesquisadores disseram que a oxidação de um planeta rochoso tem um efeito significativo na atmosfera, no núcleo e no tipo de rochas que produz à superfície. "Toda a química que ocorre à superfície da Terra pode, em última análise, ser rastreada até ao estado de oxidação do planeta," disse Young. "O fato de termos oceanos e todos os ingredientes necessários para a vida pode ser rastreado até à quantidade de oxidação do planeta. As rochas controlam a química."

Até agora, os cientistas não sabiam em detalhe se a química dos exoplanetas rochosos era semelhante ou se era muito diferente da química da Terra.

Quão semelhantes são as rochas analisadas, com as rochas da Terra e de Marte?

São parecidas com as da Terra e de Marte em termos de ferro oxidado.

Os pesquisadores estudaram os seis elementos mais comuns nas rochas: ferro, oxigênio, silício, magnésio, cálcio e alumínio.

"Se as rochas extraterrestres têm uma quantidade de oxidação semelhante à da Terra, então podemos concluir que o planeta possui placas tectônicas parecidas e potencial para campos magnéticos semelhantes aos da Terra, que se pensa serem ingredientes para a vida."

O estudo foi publicado na revista Science.

Fonte: University of California

terça-feira, 18 de junho de 2019

Os elementos pesados da Terra nasceram em explosões de supernova

O ouro das nossas joias é de outro mundo.


© NASA (ilustração de um colapsar)

Numa descoberta que pode derrubar a nossa compreensão de onde os elementos pesados da Terra surgiram, como ouro e platina, uma nova pesquisa efetuada pelo físico Daniel Siegel, da Universidade de Guelph, sugere que a maior parte destes materiais foram expelidos por um tipo de explosão estelar largamente negligenciada, bem longe no espaço e no tempo.

Cerca de 80% dos elementos pesados do Universo formaram-se provavelmente em colapsares, uma forma rara de explosão de supernova, mas rica em elementos pesados, após o colapso de estrelas massivas e velhas tipicamente 30 vezes mais massivas do que o nosso Sol.

Esta descoberta anula a ideia generalizada de que estes elementos vêm principalmente de colisões entre estrelas de nêutrons ou entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro.

Usando supercomputadores, os cientistas simularam a dinâmica dos colapsares, ou estrelas antigas cuja gravidade faz com que implodam e formem buracos negros.

No seu modelo, os colapsares massivos e com rápida rotação ejetam elementos pesados, cujas quantidades e distribuição são surpreendentemente semelhantes ao que observamos no nosso Sistema Solar.

A maioria dos elementos encontrados na natureza foram produzidos em reações nucleares em estrelas e, finalmente, expelidos por enormes explosões estelares.

Os elementos pesados encontrados na Terra e em outras partes do Universo, de explosões remotas, variam de ouro a platina, de urânio a plutônio usados em reatores nucleares, até elementos químicos mais exóticos como o neodímio, encontrado em produtos eletrônicos.

Até agora, os cientistas pensavam que estes elementos eram produzidos principalmente em colisões estelares envolvendo estrelas de nêutrons ou buracos negros, como numa colisão entre duas estrelas de nêutrons observada por detectores terrestres em 2017.

Ironicamente, os pesquisadores começaram trabalhar para entender a física desta fusão antes das suas simulações apontarem para os colapsares como uma incubadora de elementos pesados. "A nossa investigação sobre estrelas de nêutrons levou-nos a pensar que o nascimento de buracos negros, num tipo muito diferente de explosão estelar, podia produzir ainda mais ouro do que as fusões entre estrelas de nêutrons," disse Siegel.

O que aos colapsares falta em frequência, compensa no fabrico de elementos pesados, realçou Siegel. Os colapsares também produzem emissões intensas de raios gama.

A equipe espera agora ver o seu modelo teórico validado por observações. Os instrumentos infravermelhos como os do telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, devem ser capazes de detectar a radiação indicadora de elementos pesados de um colapsar numa galáxia distante.

Os astrônomos também podem detectar evidências de colapsares observando as quantidades e a distribuição de elementos pesados em outras estrelas da nossa Via Láctea, fornecendo pistas da sua formação.

Este ano assinala-se o 150.º aniversário da criação da tabela periódica dos elementos químicos de Dmitri Mendeleev. Desde então, os cientistas acrescentaram muitos outros elementos à tabela periódica, um marco dos livros escolares e científicos de todo o mundo.

Referindo-se ao químico russo, Siegel disse: "Conhecemos muitos outros elementos químicos que ele não conhecia. O que é fascinante e surpreendente é que, após 150 anos estudando os blocos fundamentais da natureza, ainda não entendemos bem como o Universo produz uma grande parte dos elementos da tabela periódica."

Esta pesquisa foi publicada na revista Nature.

Fonte: University of Guelph

terça-feira, 4 de junho de 2019

A passagem de um asteroide duplo pela Terra

A Rede Internacional de Alerta de Asteroides (IAWN, sigla em inglês) coordenou uma campanha de observação, que envolveu diversas organizações, do asteroide 1999 KW4 quando este passou próximo da Terra, chegando a uma distância mínima do nosso planeta de 5,2 milhões de km no dia 25 de maio de 2019.


© ESO/VLT (asteroide 1999 RW4)

Esta distância corresponde a cerca de 14 vezes a distância entre a Terra e a Lua (384,4 mil quilômetros).

O 1999 KW4 tem uma dimensão de cerca de 1,3 km e não constitui qualquer perigo para a Terra. Uma vez que a sua órbita é bem conhecida, os cientistas puderam prever esta passagem e preparar uma campanha de observação.

O ESO juntou-se à campanha com a sua infraestrutura emblemática, o Very Large Telescope (VLT). O VLT está equipado com o SPHERE, um dos poucos instrumentos do mundo capaz de obter imagens suficientemente nítidas para distinguir os dois componentes do asteroide, os quais estão separados de cerca de 2,6 km.

O SPHERE foi concebido para observar exoplanetas; o seu sistema de óptica adaptativa de vanguarda corrige a turbulência atmosférica, fornecendo-nos imagens tão nítidas como se o telescópio estivesse no espaço. O instrumento está igualmente equipado com coronógrafos que diminuem o brilho das estrelas, tornando assim possível observar os exoplanetas tênues que as orbitem.

Tirando uma folga do seu trabalho noturno usual de caçador de exoplanetas, as observações do 1999 KW4 obtidas pelo SPHERE forneceram dados que ajudaram os astrônomos a caracterizar o asteroide duplo. Em particular, é agora possível sabermos se o asteroide menor tem a mesma composição que o objeto maior.

O asteroide duplo passou pela Terra com a velocidade de 70.000 km/h, o que tornou as observações do VLT bastante difíceis.

Apesar de não representar nenhum perigo para a Terra, o 1999 KW4 é bastante parecido com outro sistema de asteroides binário chamado Didymos que poderá constituir uma ameaça para a Terra num futuro distante.

Didymos e o seu companheiro Didymoon são o alvo de uma futura experiência pioneira de defesa planetária. A sonda DART da NASA irá se chocar com Didymoon numa tentativa de alterar a sua órbita em torno do seu irmão maior, num teste pensado para determinar a viabilidade de deflexão de asteroides. Após o impacto, a missão Hera da ESA irá em 2026 observar os asteroides Didymos de modo a obter as suas características, incluindo a massa de Didymoon, as propriedades da sua superfície e a forma da cratera de impacto da DART.

O sucesso de tais missões depende de colaborações entre organizações e o rastreamento de Objetos Próximos da Terra é um ponto principal da colaboração entre o ESO e a ESA. Este esforço cooperativo ocorre deste o primeiro rastreamento bem sucedido de um destes objetos potencialmente perigosos que foi finalizado no início de 2014.

Este encontro recente com o 1999 KW4 ocorre um mês antes do Dia do Asteroide, um dia oficial das Nações Unidas para a educação e tomada de consciência relativa a asteroides, que será celebrado em 30 de junho.

Fonte: ESO

domingo, 24 de fevereiro de 2019

Atmosfera da Terra estende-se além da Lua

A parte mais externa da atmosfera do nosso planeta estende-se bem para lá da órbita lunar, quase o dobro da distância da Lua.


© ESA (localização da geocoroa)

Uma descoberta recente com base em observações da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) mostra que a camada gasosa que envolve a Terra alcança 630.000 km de distância, ou 50 vezes o diâmetro do nosso planeta.

Onde a nossa atmosfera se funde com o espaço exterior, há uma nuvem de átomos de hidrogênio chamada geocoroa. Um dos instrumentos da nave, SWAN, usou os seus sensores sensíveis para traçar a assinatura do hidrogênio e detectar com precisão quão longe estão os limites da geocora.

Estas observações só podiam ser feitas a certas épocas do ano, quando a Terra e a sua geocoroa aparecessem no campo de visão do SWAN.

Para planetas com hidrogênio nas suas exosferas, o vapor de água é frequentemente visto mais próximo da sua superfície. Este é o caso da Terra, Marte e Vênus.

O primeiro telescópio na Lua, colocado pelos astronautas da Apollo 16 em 1972, captou uma imagem evocativa da geocoroa ao redor da Terra e brilhando intensamente no ultravioleta.

Naquela época, os astronautas à superfície lunar não sabiam que estavam realmente inseridos nos arredores da geocora.

O Sol interage com os átomos de hidrogênio através de um determinado comprimento de onda ultravioleta chamado Lyman-alpha, que os átomos podem absorver e emitir. Dado que este tipo de radiação é absorvida pela atmosfera da Terra, só pode ser observada do espaço.

Graças à sua célula de absorção de hidrogênio, o instrumento SWAN pôde medir seletivamente a luz Lyman-alpha da geocoroa e descartar átomos de hidrogênio mais longe no espaço interplanetário.

O novo estudo revelou que a luz do Sol comprime átomos de hidrogênio na geocoroa no lado diurno da Terra, e também produz uma região de densidade reforçada no lado noturno. A região mais densa do hidrogênio, no lado diurno, é ainda assim bastante esparsa, com apenas 70 átomos por centímetro cúbico 60.000 km acima da superfície da Terra e cerca de 0,2 átomos à distância da Lua.

Na Terra, chamaríamos a isto vácuo, de modo que esta fonte extra de hidrogênio não é suficientemente significativa para facilitar a exploração espacial.

A boa notícia é que estas partículas não representam uma ameaça para os viajantes espaciais em futuras missões tripuladas que orbitem a Lua.

Há também radiação ultravioleta associada à geocoroa, pois os átomos de hidrogênio espalham a luz solar em todas as direções, mas o impacto sobre os astronautas em órbita lunar seria insignificante em comparação com a principal fonte de radiação, o Sol.

Do lado negativo, a geocoroa da Terra pode interferir com observações astronômicas futuras realizadas nas proximidades da Lua.

Lançado em dezembro de 1995, o observatório espacial SOHO tem vindo a estudar o Sol, desde o seu núcleo profundo até à coroa externa e vento solar, há mais de duas décadas. O satélite orbita no primeiro ponto de Lagrange (L1), a cerca de 1,5 milhões de quilômetros da Terra em direção ao Sol.
Esta posição é um bom ponto para observar a geocora de fora. O instrumento SWAN, da SOHO, observou a Terra e a sua atmosfera estendida em três ocasiões entre 1996 e 1998.

Esta descoberta destaca o valor dos dados recolhidos há mais de 20 anos e o excepcional desempenho da SOHO.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Fonte: ESA

segunda-feira, 18 de fevereiro de 2019

Um metal radioativo pode sufocar a formação de mundos aquáticos

Enquanto tendemos a pensar que os oceanos da Terra o tornam um planeta aquático, na verdade é apenas uma pequena fração de um por cento da água em massa.


© Roger Thibaut (teor de alumínio na formação de mundos oceânicos)

Olhando para o Universo, é claro que a água é mais comum do que o nosso próprio planeta implica. Alguns exoplanetas podem ter metade de sua massa como água. Então, o que faz com que alguns sistemas planetários permaneçam úmidos, enquanto outros secam? A resposta pode ser o alumínio.

As grandes quantidades de 26Al, uma forma radioativa de alumínio, podem aquecer e secar os planetesimais, que variam de 8 a 80 km, e colidem para formar planetas. Como resultado, a quantidade de alumínio que um sistema jovem possui pode ser um preditor de quais tipos de planetas irão evoluir lá.

Todas as estrelas tendem a aquecer e secar o material - de seixos a planetesimais - que orbita mais perto da linha de neve. Além da linha de neve, o gelo fica ao redor e é incorporado aos planetas, que podem então manter esse gelo e eventualmente transformá-lo em água, mesmo que mais tarde migrem para mais perto da estrela hospedeira. Por exemplo, nossa própria Terra mantém a água presa sob sua atmosfera, enquanto Marte, mais distante, perdeu sua água. Ambos estão agora dentro da linha de neve, mas provavelmente se formaram mais longe.

O aquecimento do alumínio só é importante para planetesimais de um determinado tamanho. Seixos pequenos não têm 26Al suficiente para causar aquecimento. Planetas de tamanho normal podem ser capazes de reter água através de outros métodos, como ter uma atmosfera. Mas o aquecimento do alumínio afetaria todos os planetesimais de tamanho condizente, não importa o quão próximos ou distantes eles estejam de sua estrela.

Um bom exemplo desse efeito em ação pode ser o sistema TRAPPIST-1. Ele tem sete exoplanetas rochosos circulando uma estrela anã vermelha. Três estão na zona habitável, e todos são considerados temperados o suficiente para receber água. Os pesquisadores ainda não conhecem todos os detalhes do sistema, e as incertezas ainda são altas para muitos dos planetas TRAPPIST-1.

Mas parece que apenas cerca de um por cento de sua massa é feita de água, o que é surpreendente para a maioria dos cientistas planetários. As anãs vermelhas são estrelas frias em comparação com o Sol, o que significa que sua linha de neve deve estar bem próxima, permitindo que muitos materiais gelados para os planetas sejam absorvidos como água. Então, qual o motivo desta água faltante?

O sistema TRAPPIST-1 é estranho. Em qualquer sistema, planetas circulando mais longe da estrela, viajando em órbitas maiores, deveriam ter mais chances de pegar material gelado - eles literalmente percorrem um circuito maior através do espaço. Mas isso não é o que os observadores veem no sistema TRAPPIST-1.

Porém, não há provas de que o aquecimento do alumínio tenha gerado o nosso Sistema Solar ou a relativa secura do TRAPPIST-1.

O novo estudo foi publicado em 11 de fevereiro na Nature Astronomy.

Fonte: Astronomy

terça-feira, 22 de janeiro de 2019

Dados lunares sobre a história do impacto de asteroides na Terra

A Lua é a crônica mais completa e acessível das colisões de asteroides que esculpiram o nosso jovem Sistema Solar, e um grupo de cientistas está desafiando a nossa compreensão de uma parte da história da Terra.


© NASA/Ernie Wright (mapa de abundâncias rochosas na Lua)

A imagem mostra o lado noturno da Lua, sendo representado pelo mapa de abundâncias rochosas da sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA. As crateras mais proeminentes visíveis no mapa são Tycho (85 milhões de anos), Copérnico (797 milhões de anos) e Aristarco (164 milhões de anos).
O número de impactos de asteroides na Lua e na Terra aumentou duas a três vezes desde há cerca de 290 milhões de anos.

O estudo tem por base a primeira linha temporal compreensiva de grandes crateras na Lua formadas nos últimos bilhões de anos, usando imagens e dados térmicos recolhidos pela sonda LRO. Quando os cientistas compararam a linha temporal da Lua com a linha temporal das crateras aqui na Terra, descobriram que os dois corpos registaram a mesma história de bombardeamento de asteroides, uma que contradiz as teorias sobre a taxa de impacto da Terra.

Durante décadas os cientistas tentaram entender o ritmo a que os asteroides atingem a Terra estudando cuidadosamente as crateras de impacto nos continentes e usando datação radiométrica das rochas em seu redor para determinar as idades das maiores e, portanto, das mais intactas. O problema é que muitos especialistas assumiram que as primeiras crateras da Terra foram desgastadas pelo vento, pelas tempestades e por outros processos geológicos. Esta ideia explicava por que a Terra tem menos crateras mais antigas do que o esperado em comparação com outros corpos no Sistema Solar, mas tornou difícil a determinação de uma taxa de impacto precisa e determinar se havia mudado com o tempo.

Uma maneira de contornar este problema é através do estudo da Lua. A Terra e a Lua são atingidas nas mesmas proporções ao longo do tempo. Em geral, devido ao seu tamanho maior e gravidade mais alta, cerca de vinte asteroides atingem a Terra por cada um que atinge a Lua, embora os grandes impactos em ambos os corpos sejam raros. Mas apesar das grandes crateras lunares terem sofrido pouca erosão ao longo de blhões de anos, e assim fornecerem aos cientistas um registo valioso, não havia como determinar as suas idades até que a LRO começou a orbitar a Lua há uma década.

O radiômetro térmico da LRO, chamado Diviner, disse aos cientistas quanto calor é irradiado da superfície da Lua, um fator crítico na determinação das idades das crateras. Ao observar este calor irradiado durante a noite lunar, os cientistas podem calcular quanta superfície é coberta por rochas grandes e quentes, em comparação com o regolito mais frio e mais fino, também conhecido como solo lunar.

As grandes crateras formadas por impactos de asteroides nos últimos bilhões de anos são cobertas por pedras e rochas, enquanto crateras mais antigas têm poucas rochas, mostram os dados do Diviner. Isto acontece porque os impactos escavam pedregulhos lunares que são "moídos" ao longo de dezenas de milhões de anos por uma chuva constante de meteoritos minúsculos.

Rebecca Ghent, cientista planetária na Universidade de Toronto e do Instituto de Ciência Planetária (EUA), calculou em 2014 a velocidade a que as rochas da Lua se decompõem em solo. O seu trabalho revelou uma relação entre a abundância de rochas grandes perto de uma cratera e a sua idade. Usando esta foi reunido uma lista de idades de todas as crateras lunares com menos de um bilhão de anos.

O trabalho compensou, retornando várias descobertas inesperadas. Primeiro, a equipe descobriu que o ritmo de formação de crateras grandes na Lua foi duas a três vezes maior ao longo dos últimos 290 milhões de anos do que nos últimos 700 milhões de anos. A razão para este salto na taxa de impacto é desconhecida. Pode estar relacionado com grandes colisões que ocorreram há mais de 300 milhões de anos no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter. Tais eventos podem criar detritos que podem atingir o Sistema Solar interior.

A segunda surpresa veio da comparação das idades das crateras grandes na Lua com as da Terra. O seu número e idades similares desafiam a teoria de que a Terra perdeu tantas crateras através da erosão que uma taxa de impacto não pode ser calculada.

Provar que menos crateras significa menos impactos e não perda por erosão, representou um desafio formidável.

Os tubos de kimberlito subterrâneos são vulcões há muito extintos que se estendem, em forma de cenoura, até alguns quilômetros abaixo da superfície. Os cientistas sabem muito sobre a idade e sobre a taxa de erosão dos tubos de kimberlito porque são amplamente minados à procura de diamantes. Estão também localizados em algumas das regiões com menos erosão da Terra, os mesmos locais onde encontramos crateras de impacto preservadas.

Os tubos de kimberlito formados desde há aproximadamente 650 milhões de anos não sofreram muita erosão, indicando que as grandes crateras de impacto mais jovens do que 650 milhões de anos, em terrenos estáveis, também devem estar intactas.

Os achados da equipe relacionados com a Terra podem ter implicações para a história da vida, que é pontuada por eventos de extinção e por uma rápida evolução de novas espécies. Embora as forças que impulsionaram estes eventos sejam complicadas e possam incluir outras causas geológicas, como grandes erupções vulcânicas, combinadas com outros fatores biológicos, a equipe realça que os impactos de asteroides certamente desempenharam um papel nesta saga. A questão é saber se a mudança prevista nos impactos de asteroides está diretamente ligada a eventos que ocorreram há muito tempo na Terra.

Um artigo científico relata a pesquisa na revista Science.

Fonte: Southwest Research Institute