58: O cometa 3I/ATLAS foi formado num ambiente muito mais frio do que o do Sistema Solar

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Novas observações realizadas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) permitiram a primeira medição de água deuterada – também conhecida como água sem-ipesada – num objecto interestelar. A descoberta revela que o cometa interestelar 3I/ATLAS contém pelo menos 30 vezes a proporção de água semi-pesada encontrada em cometas do nosso próprio Sistema Solar, proporcionando uma janela química directa para as condições gélidas em que o seu sistema estelar natal se formou.

Esta representação artística compara o teor de água semi-pesada do cometa interestelar 3I/ATLAS (à esquerda) e da Terra (à direita). As inserções ilustram a abundância relativa de moléculas de água deuterada (HDO), mostrando que o 3I/ATLAS contém mais de 30 vezes mais HDO do que os oceanos da Terra. Esta proporção elevada sugere que o cometa foi formado num ambiente extremamente frio, muito diferente das condições que moldaram o nosso Sistema Solar.
Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss

A investigação foi liderada pelo estudante de doutoramento Luis E. Salazar Manzano, da Universidade de Michigan, em colaboração com a professora assistente Teresa Paneque-Carreño, que exerceu funções como Investigadora Principal do programa de Tempo Discricionário do Director do ALMA, que tornou estas observações possíveis.

Os dados foram obtidos com o ACA (Atacama Compact Array) do ALMA apenas seis dias depois do 3I/ATLAS ter atingido o seu ponto mais próximo do Sol – uma janela de observação estreita que foi possível graças à capacidade única do ALMA de apontar na direção do Sol, ao contrário da maioria dos telescópios ópticos.

“As nossas novas observações mostram que as condições que levaram à formação do nosso Sistema Solar são muito diferentes da maneira como os sistemas planetários evoluíram em diferentes partes da nossa Galáxia”, afirmou Salazar Manzano.

Os cometas são frequentemente apelidados de “bolas de neve sujas”, em parte devido ao seu elevado teor de água – água que contém registos químicos congelados do ambiente em que se formaram. Para além da água comum (H2O), os cometas contêm uma variante molecular chamada água deuterada (HDO), na qual um átomo de hidrogénio é substituído por deutério, um átomo de hidrogénio com um neutrão adicional. Nos cometas do Sistema Solar, existe aproximadamente uma molécula de água semi-pesada por cada dez mil moléculas de água comum. No 3I/ATLAS, essa proporção é pelo menos 30 vezes maior – e mais de 40 vezes superior à encontrada nos oceanos da Terra.

Notavelmente, a própria água comum (H2O) ficou abaixo do limiar de detecção do ALMA durante estas observações. A equipa determinou a proporção D/H indirectamente, detectando HDO directamente e inferindo a taxa de produção de água através da excitação de linhas de metanol – uma sofisticada abordagem de modelação que demonstra as capacidades analíticas únicas do ALMA.

Esta proporção elevada aponta para uma origem num ambiente excepcionalmente frio e quimicamente distinto. “Os processos químicos que levam ao aumento da água deuterada são muito sensíveis à temperatura e requerem normalmente ambientes mais frios do que aproximadamente 30 Kelvin”, explicou Salazar Manzano. A proporção foi estabelecida quando o sistema natal do cometa se formou e foi preservada, intacta, ao longo da sua viagem interestelar.

O ALMA desempenhou um papel fundamental nesta descoberta. Paneque-Carreño salienta: “A maioria dos instrumentos não consegue apontar para o Sol, mas os radiotelescópios como o ALMA conseguem. Conseguimos observar o cometa poucos dias após o periélio, precisamente quando este surgiu do seu trânsito por trás do Sol. Isto permitiu-nos restringir estas moléculas, o que não seria possível com outros instrumentos”.

Para além de ser uma impressão digital química de um sistema planetário distante, a relação HDO/H2O tem um significado cosmológico especial: as abundâncias de deutério e hidrogénio foram definidas durante o próprio Big Bang, tornando esta medição uma sonda fundamental e única das condições em que outros mundos nascem. “Cada cometa interestelar traz com ele um pouco da sua história, fósseis de outros lugares. Não sabemos exactamente de onde, mas com instrumentos como o ALMA podemos começar a compreender as condições desse local e compará-las às nossas”, afirmou Paneque-Carreño.

// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

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57: Desvendando o mistério da massa das jovens estrelas de Orion

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A massa de uma estrela determina toda a sua história de vida, desde a forma como brilha até à forma como morre. No caso das estrelas jovens envoltas em poeira, determinar a sua massa com precisão tem sido, há muito, uma tarefa difícil…, mas novas medições no rádio estão a começar a mudar essa situação. Os astrónomos estão a ajudar a desvendar o mistério da massa das estrelas jovens no complexo de formação estelar de Orion, medindo as suas massas com uma precisão sem precedentes.

Representação artística de duas jovens estrelas a orbitarem-se uma à outra no interior do empoeirado complexo de formação estelar de Orion. Como as nuvens de gás e poeira ocultam estes sistemas nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho, os astrónomos utilizaram o VLBA (Very Long Baseline Array ) para os observar no rádio e medir directamente o seu movimento orbital e as suas massas.
Crédito: NSF/AUI/NRAO da NSF/M.Weiss

Estrelas leves, semelhantes ao Sol, queimam combustível de forma constante durante 10 mil milhões de anos, enquanto as massivas brilham intensamente por um curto período antes de explodirem como super-novas em apenas meros milhões de anos. A massa também determina quais os elementos pesados que elas produzem, tais como carbono, oxigénio e ferro, que constituem os blocos de construção dos planetas e da vida. Além disso, influencia os tipos de planetas que se podem formar à sua volta.

Utilizando o VLBA (Very Long Baseline Array), uma rede de radiotelescópios espalhados pelos EUA que funcionam em conjunto como um único instrumento gigante, a equipa acompanhou os movimentos orbitais de uma amostra de jovens sistemas estelares binários em Orion. As estrelas binárias são pares que orbitam um centro de massa comum, como parceiros de dança a rodopiarem um ao redor do outro.

Ao observar estas “danças” com extraordinária precisão em comprimentos de onda de rádio, os investigadores conseguiram calcular as massas reais das estrelas sem recorrer a modelos teóricos. Como explica o investigador principal, o Dr. Sergio Abraham Dzib Quijano, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, “a massa estelar é a propriedade mais fundamental de uma estrela, mas é notoriamente difícil de medir em sistemas jovens e embebidos”.

As jovens estrelas de Orion estão envoltas em densas nuvens de gás e poeira, impedindo que a luz visível e até mesmo a infravermelha chegue à maioria dos telescópios. O VLBA supera esta dificuldade observando em comprimentos de onda de rádio (5 GHz), onde a poeira é transparente e a resolução extrema do conjunto de antenas (inferior a um milésimo de segundo de arco) permite distinguir binários muito íntimos que se confundem noutros comprimentos de onda.

O VLBA também consegue detectar movimentos no céu menores do que a largura de um cabelo humano, vistos a milhares de quilómetros de distância, demonstrando a notável proeza técnica por trás destas medições de massa. Na prática, isto significa medir pequenas variações na posição aparente de uma estrela no céu ao longo de meses e anos, utilizando observações repetidas para traçar o seu percurso.

Cada radiotelescópio da rede VLBA regista as ondas de rádio recebidas com uma precisão extraordinária. Ao combinar os sinais de antenas espalhadas por todo os EUA, desde o Hawaii até às Ilhas Virgens, os astrónomos conseguem determinar a posição de uma estrela com uma precisão de milésimos de segundo de arco, muito superior à que é possível com uma única antena. Ao comparar como essa posição muda de época para época, conseguem observar o movimento orbital subtil causado pela gravidade de uma estrela companheira e usar esse movimento para inferir a massa de cada estrela no sistema.

Nos sistemas em que as massas medidas puderam ser comparadas com modelos padrão de evolução de estrelas jovens, os resultados foram mistos: alguns foram bem reproduzidos, enquanto pelo menos um apresentou uma discrepância clara, sugerindo que os modelos ainda podem precisar de aperfeiçoamento. As observações também revelaram companheiras anteriormente ocultas e evidências de que uma forte actividade magnética pode persistir em estrelas jovens relativamente massivas.

As estrelas jovens em Orion são os alicerces de futuros sistemas planetários, muito semelhantes ao nosso próprio Sistema Solar. “Estas medições precisas de massa transformam agora Orion num laboratório de precisão para testar como as estrelas jovens se formam e evoluem”, afirma a Dra. Jazmin Ordonez-Toro, bolseira de pós-doutoramento no Observatório Astronómico da Universidade de Nariño, que co-liderou o estudo. “Estas medições expandem enormemente a nossa compreensão de como se formam vizinhanças estelares como a nossa”.

// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

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As “primas pequenas” da Via Láctea podem conter pistas do Universo primitivo

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As galáxias anãs ultra-fracas – minúsculas galáxias satélite que orbitam a Via Láctea – há muito que são consideradas fósseis cósmicos. Agora, um novo estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society utiliza um conjunto sem precedentes de simulações para mostrar até que ponto estes sistemas ténues podem reflectir as condições do Universo primitivo e explicar-nos por que razão algumas galáxias cresceram e outras não.

(A) Distribuição da matéria escura na nossa vizinhança no Universo, o chamado Grupo Local de galáxias. Os dois grandes halos de matéria escura correspondem aos da Via Láctea e da galáxia de Andrómeda; (B) ampliação da matéria escura dentro e em torno de um pequeno halo, cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang; (C) estrelas e gás no centro do pequeno halo de matéria escura numa das simulações.
Crédito: J. Sureda/A. Fattahi/S. Brown

Podem também revelar como era o “clima” mais antigo do Universo – por exemplo, o nível de radiação e como isso influenciou a formação de estrelas e os locais onde estas se formaram.

As galáxias anãs são frequentemente descritas como primas pequenas da Via Láctea. Formam-se em pequenos halos de matéria escura, previstos pelo modelo padrão da cosmologia. Os exemplos mais ténues desses sistemas são extremos tanto em tamanho como em fragilidade, e situam-se na fronteira do nosso conhecimento acerca da formação de galáxias e da matéria escura.

“Neste trabalho, apresentámos um conjunto totalmente novo de simulações cosmológicas centradas nas galáxias mais ténues do Universo, com uma resolução sem precedentes. Esta é, de longe, a maior amostra de tais galáxias alguma vez simulada com estas resoluções”, afirmou a professora Dra. Azadeh Fattahi, do OKC (Oskar Klein Centre) em Estocolmo, que liderou o novo estudo com a colaboração LYRA, em parceria com a Universidade de Durham e a Universidade do Hawaii.

“As galáxias mais pequenas são designadas por galáxias anãs ultra-fracas, cuja massa é um milhão de vezes inferior à da Via Láctea ou ainda menos. Devido ao seu pequeno tamanho, estas galáxias têm-se revelado muito difíceis de modelar e simular”. Este novo conjunto de simulações representa um grande passo em frente, permitindo uma visão sistemática de como estas galáxias se formam e evoluem.

Uma analogia prática

“Uma analogia útil… é com as plantas e as culturas e a forma como o seu crescimento é sensível às condições meteorológicas”, afirmou Shaun Brown, que liderou o estudo enquanto trabalhava no OKC e na Universidade de Durham.

“Da mesma forma que o rendimento de uma colheita no verão pode, indirectamente, dizer-nos muito sobre como deve ter sido o tempo na primavera, as propriedades das galáxias anãs ténues de hoje podem dizer-nos muito sobre as condições, ou o clima, do Universo numa época muito anterior”.

O que torna estes resultados especialmente oportunos é o facto de as simulações não se limitarem a reproduzir galáxias anãs pouco luminosas – sugerem que estes objetos locais podem servir como uma sonda para o “clima” mais primitivo do Universo. A equipa explorou de que forma diferentes pressupostos sobre o ambiente de radiação primitivo influenciam quais os pequenos halos de matéria escura que conseguem, de todo, formar estrelas.

“No artigo científico, estudámos duas hipóteses diferentes sobre as propriedades do Universo primitivo, quando tinha menos de 500 milhões de anos, para compreender o efeito nas propriedades destas pequenas galáxias hoje, quando o Universo tem 13 mil milhões de anos”, explicou Brown.

“Descobrimos que estas pequenas galáxias ultra-fracas são muito sensíveis a estas alterações, enquanto galáxias mais massivas, como a nossa Via Láctea, não são realmente afectadas”, acrescentou. “Para as galáxias mais pequenas, as condições iniciais podem determinar se se tornam galáxias visíveis – ou se permanecem halos de matéria escura sem estrelas”.

Investigação futura

Essa sensibilidade abre um caminho claro para testar a física do Universo primitivo com as próximas observações. “É emocionante pensar que, num futuro próximo, teremos dados do Observatório Vera C. Rubin, que será capaz de detectar muitas mais destas anãs ultra-fracas em torno da Via Láctea”, afirmou a Dra. Fattahi.

Muitos astrónomos esperam que o Rubin consiga fornecer um censo quase completo das galáxias satélites da Via Láctea – e estas simulações sugerem que este censo poderá conter informações que vão muito além da nossa vizinhança local.

“O nosso trabalho sugere que estas próximas observações do Universo muito local serão capazes de restringir a forma como o Universo se apresentava na sua infância, algo a que actualmente não podemos aceder directamente com outras observações”, acrescentou a Dra. Fattahi.

O resultado é particularmente relevante à luz das recentes descobertas, pelo Telescópio Espacial James Webb, de galáxias no Universo primitivo, algumas das quais são inesperadamente massivas e brilhantes.

Se o Universo primitivo está a revelar surpresas a grandes distâncias, então as relíquias locais da mesma época – anãs ultra-fracas – podem constituir uma via adicional para compreender o que aconteceu.

No entanto, em investigações como esta, ainda há grandes desafios práticos a superar. “Executar estas simulações é um desafio extremamente dispendioso, tanto em termos de tempo como de recursos computacionais. No total, foram necessários mais de 6 meses para executar todas as simulações”, acrescentou a Dra. Fattahi.

“A simulação também produz quantidades muito grandes de dados (no total, cerca de 300 terabytes). Isto significou que muitos dos algoritmos antigos, concebidos para quantidades mais pequenas de dados, precisaram de ser actualizados e melhorados para lidar eficazmente com esta nova e grande quantidade de dados”.

Olhando para o futuro, a equipa da Dra. Fattahi planeia utilizar o novo conjunto de ferramentas para abordar questões que ainda estão em aberto na formação moderna de galáxias e estruturas, tais como: onde podemos encontrar a primeira geração de estrelas formadas no Universo? Ou o que é que as propriedades das galáxias anãs ultra-fracas nos dizem sobre a natureza da matéria escura?

// Real Sociedade Astronómica (comunicado de imprensa)
// Universidade de Estocolmo (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)

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55: Rover Curiosity descobre moléculas orgânicas nunca antes observadas em Marte

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Após anos de trabalho em laboratório, eis os resultados: uma rocha que o rover Curiosity da NASA perfurou e analisou em 2020 contém a colecção mais diversificada de moléculas orgânicas já encontrada no Planeta Vermelho. Das 21 moléculas contendo carbono identificadas na amostra, sete foram detectadas pela primeira vez em Marte.

O rover Curiosity da NASA tirou esta “selfie” no dia 25 de Outubro de 2020, depois de ter recolhido uma amostra de rocha de um local apelidado de “Mary Anning”. Após anos de análises exaustivas, a amostra revelou a maior diversidade de moléculas orgânicas alguma vez encontrada em Marte.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Os cientistas não têm como saber se estas moléculas orgânicas foram criadas por processos biológicos ou geológicos – ambas as hipóteses são possíveis -, mas a sua descoberta renovou a confirmação de que o antigo Marte possuía a química adequada para suportar vida. Além disso, as moléculas juntam-se a uma lista crescente de compostos que se sabe estarem preservados nas rochas, mesmo após milhares de milhões de anos de exposição à radiação em Marte, que pode decompor estas moléculas ao longo do tempo.

As descobertas foram detalhadas num novo artigo científico publicado na passada terça-feira na revista Nature Communications.

A Mastcam do rover Curiosity captou este mosaico, no dia 3 de Fevereiro de 2019, de uma região do Monte Sharp com muitas rochas argilosas que se formaram quando aí existiam lagos e riachos há milhares de milhões de anos atrás. A amostra “Mary Anning 3” foi encontrada nesta região rica em argilas.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

A amostra rochosa, apelidada de “Mary Anning 3” em homenagem a uma coleccionadora de fósseis e paleontóloga inglesa do século XIX, foi recolhida numa parte do Monte Sharp coberta, há milhares de milhões de anos atrás, por lagos e riachos. Este oásis apareceu e desapareceu várias vezes no passado antigo do planeta, acabando por enriquecer a área com minerais argilosos, que são especialmente bons a preservar substâncias orgânicas – moléculas contendo carbono que são os blocos de construção da vida e que se encontram por todo o Sistema Solar.

Entre as moléculas recentemente identificadas encontra-se um heterocíclico de azoto, um anel de átomos de carbono que inclui azoto. Este tipo de estrutura molecular é considerado um precursor do ARN e do ADN, dois ácidos nucleicos fundamentais para a informação genética.

“Essa detecção é bastante significativa, pois estas estruturas podem ser precursoras químicas de moléculas mais complexas contendo azoto”, afirmou a autora principal do artigo, Amy Williams, da Universidade da Florida, em Gainesville, EUA. “Os heterocíclicos de azoto nunca antes tinham sido encontrados na superfície marciana nem confirmados em meteoritos marcianos”.

Esta é uma imagem ampliada e anotada de três furos que o Curiosity da NASA perfurou na rocha marciana num local apelidado de “Mary Anning”, em Outubro de 2020. A amostra onde o rover encontrou uma grande variedade de moléculas orgânicas provinha de “Mary Anning 3” (um local próximo, apelidado de “Mary Anning 2”, não foi utilizado).
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Outra descoberta excitante foi o benzotiofeno, uma molécula contendo carbono e enxofre que tem sido encontrada em muitos meteoritos. Alguns cientistas pensam que estes meteoritos, juntamente com as moléculas orgânicas que contêm, semearam a química pré-biótica no início do Sistema Solar.

Química marciana

O novo artigo científico complementa a descoberta do ano passado das maiores moléculas orgânicas alguma vez encontradas em Marte: hidrocarbonetos de cadeia longa, incluindo decano, undecano e dodecano.

“Isto é o rover Curiosity e a nossa equipa no seu melhor. Foram necessários dezenas de cientistas e engenheiros para localizar este local, perfurar a amostra e fazer estas descobertas com o nosso fantástico robô”, afirmou o cientista responsável pelo projecto da missão, Ashwin Vasavada, do JPL da NASA, no sul da Califórnia. “Esta colecção de moléculas orgânicas reforça, mais uma vez, a hipótese de que Marte tenha sido um lar para a vida num passado remoto”.

Ambos os conjuntos de descobertas foram feitos com um mini-laboratório sofisticado chamado SAM (Sample Analysis at Mars), localizado na parte inferior do Curiosity. Uma broca na extremidade do braço robótico do rover pulveriza uma amostra de rocha cuidadosamente seleccionada, transformando-a em pó, e depois fá-la “escorrer” para o SAM, onde um forno de alta temperatura aquece o material, libertando gases que os instrumentos do laboratório analisam para revelar a composição da rocha.

Além disso, o SAM pode realizar “química húmida”, colocando amostras num pequeno copo com solvente. As reacções resultantes podem decompor moléculas maiores que, de outra forma, seriam difíceis de detectar e identificar. Embora o instrumento tenha vários copos deste tipo, apenas dois contêm hidróxido de tetrametilamónio (TMAH), uma solução potente reservada para as amostras de maior valor. A amostra Mary Anning 3 foi a primeira a ser exposta ao TMAH.

Para verificar as reacções do TMAH com materiais extraterrestres, os autores do artigo científico também testaram a técnica na Terra com um fragmento do meteorito Murchison, um dos meteoritos mais estudados de todos os tempos. Com mais de 4 mil milhões de anos, Murchison contém moléculas orgânicas que foram espalhadas pelo Sistema Solar primitivo.

Verificou-se que uma amostra de Murchison exposta ao TMAH decompunha moléculas muito maiores em algumas das observadas na amostra Mary Anning 3, incluindo o benzotiofeno. Esse resultado confirma que as moléculas marcianas encontradas na amostra Mary Anning 3 podem ter sido geradas a partir da decomposição de compostos ainda mais complexos, relevantes para a vida.

O Curiosity utilizou recentemente o seu segundo e último copo de TMAH enquanto explorava cristas em forma de teia, que foram formadas por antigas águas subterrâneas. A equipa da missão irá analisar esses resultados para um futuro artigo científico sujeito a revisão por pares.

Desbravando caminho para futuras missões

Construído pelo Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA, o SAM baseia-se em instrumentos de laboratório de maior dimensão e de nível comercial. Para integrar equipamento tão complexo no rover, foi necessário que os engenheiros o reduzissem drasticamente e desenvolvessem uma forma de o fazer funcionar com menos energia. Os cientistas tiveram de aprender a aquecer o forno do SAM mais lentamente durante períodos mais longos, a fim de realizar algumas destas experiências.

“Só o facto de termos descoberto como realizar este tipo de análises químicas pela primeira vez em Marte foi um grande feito”, afirmou Charles Malespin, investigador principal do instrumento em Goddard e co-autor do estudo. “Mas agora que já temos alguma experiência, estamos preparados para realizar experiências semelhantes em missões futuras”.

De facto, Goddard forneceu vários componentes, incluindo o espectrómetro de massa, para uma versão de próxima geração do SAM, denominada MOMA (Mars Organic Molecular Analyzer), destinada ao rover Rosalind Franklin da ESA. Um instrumento semelhante, o DraMS (Dragonfly Mass Spectrometer), irá explorar Titã, lua de Saturno, a bordo do helicóptero Dragonfly da NASA. Ambos os instrumentos serão capazes de realizar química húmida com o solvente TMAH.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade da Flórida (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Communications)

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54: Neste exoplaneta semelhante a Júpiter podem existir nuvens de gelo de água

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Uma equipa de astrónomos liderada por Elisabeth Matthews, do Instituto Max Planck de Astronomia, fez uma descoberta que destaca os limites da maioria dos modelos actuais das atmosferas dos exoplanetas: nuvens de gelo de água num exoplaneta distante semelhante a Júpiter, denominado Epsilon Indi Ab. A forma como as observações foram realizadas tem implicações mais amplas para a investigação exoplanetária: constitui um passo imediato e interessante no caminho para, eventualmente, encontrar e caracterizar um exoplaneta análogo à Terra.

Representação artística do planeta Epsilon Indi Ab, com nuvens de água na sua atmosfera rica em amoníaco.
Crédito: E. C. Matthews, Instituto Max Planck de Astronomia/T. Müller, HdA

Passo a passo rumo a uma segunda Terra

A investigação exoplanetária tem um objectivo ambicioso a longo prazo: em algum momento nas próximas décadas, os astrónomos esperam ser capazes de detectar vestígios de vida num exoplaneta. A caminho desse objectivo, a investigação exoplanetária passou por várias fases.

Na primeira fase da investigação, de 1995 a cerca de 2022, o foco principal dos investigadores de exoplanetas era a detecção de cada vez mais exoplanetas, utilizando métodos indirectos que lhes forneciam informações sobre as massas de alguns exoplanetas, os diâmetros de outros e, em alguns casos, tanto a massa como o diâmetro.

Quando o Telescópio Espacial James Webb começou em sério funcionamento em 2022, a investigação exoplanetária entrou numa segunda fase: tornaram-se disponíveis informações detalhadas e de alta qualidade sobre as atmosferas de muitos exoplanetas, e os investigadores começaram a reconstruir as propriedades dessas atmosferas com algum detalhe. Isto ainda está, pelo menos, a uma etapa de distância de buscas realistas por vida em exoplanetas, que se espera que exijam a próxima geração de telescópios espaciais.

Com este novo estudo, os astrónomos estão a explorar alguns aspetos destes métodos de próxima geração – embora ainda não para um planeta como a Terra. Elisabeth Matthews (Instituto Max Planck de Astronomia), autora principal do estudo, afirma: “O JWST está finalmente a permitir-nos estudar em pormenor planetas análogos aos do Sistema Solar. Se fôssemos alienígenas, a vários anos-luz de distância, e olhássemos para o Sol, o JWST seria o primeiro telescópio que nos permitiria estudar Júpiter em detalhe. Para estudar a Terra em detalhe, precisaríamos, no entanto, de telescópios muito mais avançados”.

Exo-Júpiteres esquivos

Mas, por mais surpreendentes que sejam os resultados do JWST sobre as atmosferas dos exoplanetas, estudar os análogos de Júpiter revelou-se surpreendentemente difícil. Quase todos os gigantes gasosos estudados com o Webb até agora diferem de Júpiter por serem muito, muito mais quentes – para que o método mais comum de estudar as atmosferas dos exoplanetas funcione, o planeta precisa de passar à frente da sua estrela hospedeira, da perspectiva de um observador na Terra, e a probabilidade dessa configuração é muito maior quando o planeta está mais próximo da sua estrela, o que, por sua vez, torna o planeta comparativamente mais quente.

O novo estudo de Elisabeth Matthews e dos seus colegas utiliza uma técnica diferente. Nunca os observadores se aproximaram tanto de estudar um análogo de Júpiter – e há pelo menos uma surpresa!

Matthews e colegas utilizaram o instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb para obter imagens diretas do planeta Epsilon Indi Ab. As convenções de nomenclatura para exoplanetas são tais que esta designação indica o primeiro planeta descoberto a orbitar a estrela Epsilon Indi A, na constelação do Índio (no céu do hemisfério sul). Bhavesh Rajpoot, estudante de doutoramento no Instituto Max Planck de Astronomia que contribuiu para o estudo, afirma: “Este planeta tem uma massa consideravelmente maior do que Júpiter – o novo estudo fixa a sua massa em 7,6 massas de Júpiter – mas o diâmetro é aproximadamente o mesmo que o do seu primo do Sistema Solar”.

Um Júpiter mais massivo e ligeiramente mais quente

Epsilon Indi Ab está a uma distância da sua estrela central cerca de quatro vezes superior à distância de Júpiter ao Sol. A própria estrela Epsilon Indi A é um pouco menos massiva e um pouco menos quente do que o nosso Sol. Isto torna a temperatura superficial de Epsilon Indi Ab muito baixa, situando-se entre os 200 e os 300 Kelvin (entre -70 e 20 graus Celsius).

A razão pela qual o planeta é ligeiramente mais quente do que Júpiter (140 K) é que ainda existe muito calor remanescente da fase de formação do planeta. Ao longo dos próximos milhares de milhões de anos, Epsilon Indi Ab irá arrefecer progressivamente, acabando por se tornar mais frio do que Júpiter.

Os astrónomos utilizaram o coronógrafo do instrumento MIRI para bloquear a luz da estrela central, que, de outra forma, ofuscaria a luz muito mais fraca do planeta. Em seguida, captaram uma imagem através de um filtro muito específico: 11,3 μm, que se situa logo a seguir à região de comprimento de onda próxima dos 10,6 μm, característica das moléculas de amoníaco NH3. A comparação com imagens a 10,6 μm que Matthews e a sua equipa já tinham captado em 2024 permitiu aos astrónomos estimar a quantidade de amoníaco presente.

Evidência surpreendente de nuvens

No caso de Júpiter, tanto o gás amoníaco como as nuvens de amoníaco dominam as camadas superiores da atmosfera visíveis nas observações. Dadas as suas propriedades, pensava-se que Epsilon Indi Ab também tivesse quantidades massivas de gás amoníaco, embora não nuvens de amoníaco. Surpreendentemente, a comparação fotométrica revelou uma quantidade de amoníaco ligeiramente inferior à esperada.

A melhor explicação que Matthews e os seus colegas encontraram para este défice foi a presença de espessas nuvens de gelo de água, mas irregulares, semelhantes às nuvens cirros de alta altitude na atmosfera da Terra – uma complicação inesperada!

Ao interpretar observações deste tipo, os astrónomos comparam os seus dados com simulações de atmosferas planetárias. No entanto, a maioria dos modelos publicados não inclui as nuvens, uma vez que a presença destas torna os cálculos muito mais complexos – algo que os teóricos terão claramente de resolver! James Mang (Universidade do Texas em Austin), co-autor do estudo, afirma: “É um óptimo problema para se ter, e demonstra o imenso progresso que estamos a fazer graças ao JWST.

O que antes parecia impossível de detectar está agora ao nosso alcance, permitindo-nos investigar a estrutura destas atmosferas, incluindo a presença de nuvens. Isto revela novas camadas de complexidade que os nossos modelos estão agora a começar a captar e abre a porta a uma caracterização ainda mais detalhada destes mundos frios e distantes”.

Uma oportunidade para o Telescópio Espacial Roman

Do lado positivo, há uma oportunidade iminente para observar as nuvens de gelo de água, que são muito reflectoras: o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA tem lançamento previsto para 2026-2027 e deverá ser adequado exactamente para esse tipo de observação.

Entretanto, Matthews e os seus colegas estão a candidatar-se a tempo de observação com o Webb para estudar outros análogos frios de Júpiter. E, enquanto Matthews e outros astrónomos estão a aprender mais sobre exo-Júpiteres frios, as suas técnicas de observação estão a lançar as bases que, se tudo correr bem, ajudarão futuros observadores a procurar planetas semelhantes à Terra, em busca de vida.

// Sociedade Max Planck (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv)

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53: Determinando a idade de uma anã castanha através de minúsculas pulsações estelares

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Os astrónomos recorreram ao Observatório W. M. Keck, em Maunakea, no Hawaii, para determinar uma das idades mais precisas até à data para uma estrela semelhante ao Sol que possui uma anã castanha como companheira. O resultado constitui um novo e importante teste sobre a forma como as anãs castanhas arrefecem e evoluem ao longo do tempo, ajudando a resolver um desafio de longa data na astrofísica.

Ilustração, gerada por IA, de uma estrela e de uma anã castanha num sistema binário.
Crédito: ChatGPT/Universidade do Hawaii

O estudo centrou-se no sistema próximo HR 7672, que inclui uma estrela semelhante ao Sol e uma companheira anã castanha pouco brilhante. Utilizando o KPF (Keck Planet Finder) do Observatório Keck, a equipa detectou oscilações subtis na superfície da estrela, ondulações que revelaram que a sua idade é de 2,3 mil milhões de anos.

Como a anã castanha se formou juntamente com a estrela, esta idade estelar precisa serve de referência para a evolução da companheira, oferecendo uma oportunidade rara de testar directamente modelos teóricos do arrefecimento das anãs castanhas.

“A incerteza de 18% quanto à idade estabelece o sistema HR7672 como uma referência valiosa para os próximos anos”, afirmou Yaguang Li, autor principal e investigador da Universidade do Hawaii em Mānoa.

O estudo, liderado pelo Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii, foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Uma trajectória científica de duas décadas

O sistema HR 7672 tem desempenhado um papel histórico no estudo de objectos sub-estelares. A companheira, conhecida como HR 7672B, foi descoberta pela primeira vez pelo investigador Michael Liu, co-autor e professor do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii. HR 7672B foi a primeira anã castanha a ser directamente fotografada em órbita de uma estrela semelhante ao Sol.

Utilizando o instrumento NIRC2 (Near-Infrared Camera) do Observatório Keck e o sistema de Óptica Adaptativa do telescópio para corrigir a distorção atmosférica, Liu obteve uma imagem mais nítida da anã castanha, que é 2000 vezes mais fraca do que a sua brilhante estrela hospedeira.

“As observações pioneiras com o Observatório Keck ajudaram a esclarecer o chamado ‘deserto das anãs castanhas’, a escassez de tais companheiras em torno de estrelas semelhantes ao Sol a distâncias pequenas”, afirmou Liu.

Agora, mais de duas décadas depois, uma nova geração de instrumentos do Observatório Keck continua a avançar esse legado. Utilizando medições ultra-precisas da estrela hospedeira com o instrumento KPF (Keck Planet Finder), os astrónomos detectaram minúsculas pulsações estelares que revelam a estrutura interna e a idade da estrela com uma precisão sem precedentes.

“O modo especial de leitura rápida do Keck Planet Finder torna-o o único instrumento no hemisfério norte capaz de registar oscilações em escalas de tempo tão curtas”, acrescentou Li.

Testando como as anãs castanhas arrefecem ao longo do tempo

As anãs castanhas são estrelas falhadas, demasiado pequenas para sustentar uma fusão de hidrogénio estável, pelo que arrefecem gradualmente e desvanecem-se à medida que envelhecem. O seu brilho, portanto, depende significativamente tanto da sua massa como da sua idade. No entanto, os astrónomos têm tido dificuldade em testar modelos teóricos deste arrefecimento, em parte porque raramente se dispõe de idades fiáveis.

Agora, com esta nova e precisa medição da idade, combinada com a luminosidade e massa bem conhecidas de HR 7672B, o sistema torna-se uma “referência” excepcional para testar modelos evolutivos das anãs castanhas.

Comparando as observações com seis modelos teóricos de arrefecimento diferentes, a equipa encontrou a melhor concordância com os modelos mais recentes que incorporam física interior actualizada. Sem os novos dados, a equipa não teria sido capaz de distinguir este modelo das outras cinco possibilidades.

Estes resultados demonstram que idades estelares de alta precisão são essenciais para compreender a evolução sub-estelar – e mostram que a espectroscopia de precisão, com a próxima geração de observações, irá finalmente fornecer esta informação.

“A investigação de Yaguang tornou este objecto ainda mais valioso para a nossa compreensão teórica das anãs castanhas”, afirmou Liu.

Como próximo passo, os investigadores planeiam generalizar este método a um conjunto mais vasto de sistemas de referência e testar modelos evolutivos de anãs castanhas em diferentes regimes.

// Observatório W. M. Keck (comunicado de imprensa)
// Universidade do Hawaii (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

CCVALG
24.04.2026

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Vai haver uma chuva de estrelas que pode ser vista a olho nu – saiba quando

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Se é fã destes fenómenos, então prepare-se!

Vai haver uma “chuva de estrelas” que pode ser vista a olho nu – saiba quando
© Getty Images

Se gosta de olhar para o céu, há boas notícias: as Líridas uma das chuvas de meteoros mais antigas do mundo, estão de regresso e prometem um verdadeiro espectáculo natural, digno de vários registos.

Este fenómeno, visível também em Portugal, é conhecido pelas chamadas “estrelas cadentes“, e acontece todos os anos pela altura da primavera.

Segundo escreve também o site da ‘TimeOut‘. o pico está previsto para esta quarta-feira, 22 de Abril, a partir das 19h30, sendo que o horário exacto poderá variar entre as 16h40 de hoje e a meia-noite, já no dia 23.

Sob céus escuros poderá ser possível ver até cerca de 18 meteoros por hora. Para aumentar as hipóteses de ver este fenómeno, o ideal é olhar para o céu depois das 22h30 ou já durante a madrugada, altura em que o ponto de origem dos meteoros está mais alto.

Para uma melhor experiência, recomenda-se afastar-se das luzes da cidade e procurar locais com pouca poluição luminosa, como zonas rurais ou pontos elevados. Ainda assim, mesmo em áreas urbanas, poderá conseguir ver algumas “estrelas cadentes”, desde que o céu esteja limpo.

As Líridas resultam da passagem da Terra por partículas deixadas por um cometa. Quando esses fragmentos entram na atmosfera, queimam e criam os rastos luminosos que vemos no céu. Este é, aliás, um dos fenómenos astronómicos mais antigos registados, com relatos que remontam a mais de dois mil anos.

Embora não seja a chuva de meteoros mais intensa do ano, as Líridas podem surpreender com meteoros rápidos e brilhantes.

SIC Notícias
22.04.2026

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51: Astrónomos revelam sistema multi-planetário em constante mudança

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Astrónomos da Universidade do Novo México publicaram um novo estudo que confirma a existência de três corpos celestes no sistema de exoplanetas TOI-201. Estes incluem uma super-Terra (TOI-201 d), um Júpiter morno (TOI-201 b) e uma anã castanha (TOI-201 c). Ismael Mireles, doutorando no Departamento de Física e Astronomia da UNM, orientado pela professora Diana Dragomir, liderou a investigação. O artigo científico foi publicado na revista Science Advances.

Impressão de artista do sistema exoplanetário TOI-201.
Crédito: Tedi Vick

“O objectivo era caracterizar o sistema planetário TOI-201 para compreender não apenas quais os planetas que lá existem, mas também como interagem dinamicamente uns com os outros”, afirmou Mireles. “Isto ajuda os cientistas a compreender como os sistemas planetários, tal como o nosso próprio Sistema Solar, se formam e evoluem ao longo do tempo”.

A super-Terra (TOI-201 d) é um planeta rochoso com cerca de 1,4 vezes o tamanho da Terra e aproximadamente 6 vezes a sua massa, completando uma órbita a cada 5,85 dias. Está muito perto da sua estrela e provavelmente é demasiado quente para albergar água líquida.

O Júpiter morno (TOI-201 b) é um gigante gasoso com cerca de metade da massa de Júpiter, orbitando a cada 53 dias. Os “Júpiteres mornos” situam-se entre os “Júpiteres quentes” mais próximos (órbitas de poucos dias) e os gigantes gasosos frios e distantes, como Júpiter (~12 anos). São cientificamente interessantes porque os astrónomos não compreendem totalmente como chegaram às órbitas em que se encontram.

A anã castanha (TOI-201 c) é o corpo mais massivo do sistema, além da estrela, numa órbita ampla e altamente elíptica com um período de aproximadamente 8 anos. A sua influência gravitacional é responsável pela maior parte do comportamento dinâmico do sistema. TOI-201 c é também o objeto em trânsito com o período mais longo já descoberto.

“TOI-201 c é única devido ao seu período orbital extremamente longo (~7,9 anos) e à sua localização num sistema com dois planetas interiores”, afirmou Mireles. “A maioria das anãs castanhas em trânsito conhecidas orbita muito mais perto das suas estrelas”.

“Uma vez que a massa de TOI-201 c se situa perto do limite que separa os planetas massivos das anãs castanhas, um dos mistérios que este sistema suscita é se este corpo se formou como um planeta ou como uma estrela”, acrescentou a professora Dragomir.

Para contextualizar, uma anã castanha tem uma massa 13 vezes superior à de Júpiter, mas continua a ser demasiado pequena para ser classificada como uma verdadeira estrela. Não consegue sustentar a fusão de hidrogénio no seu núcleo, tal como o Sol.

Arquitectura orbital do sistema TOI-201 em comparação com o nosso Sistema Solar. O diagrama mostra as órbitas dos três objectos conhecidos de TOI-201, representadas à escala, ao lado dos quatro planetas do Sistema Solar interior e de Júpiter. As órbitas do Júpiter morno, TOI-201 b, e da super-Terra, TOI-201 d, situam-se ambas dentro da órbita de Mercúrio, enquanto a órbita altamente excêntrica da anã castanha, TOI-201 c, a leva mais perto do Sol do que Marte e mais longe do que Júpiter.
Crédito: Tedi Vick

“Este é um dos poucos sistemas em que as órbitas planetárias podem ser observadas a mudar activamente em escalas de tempo humanas. Oferece uma rara janela em tempo real para as vidas dinâmicas dos sistemas planetários”, explicou Mireles. De facto, daqui a 200 anos, apenas dois dos três objectos continuarão em trânsito.

Os investigadores utilizaram uma combinação de quatro técnicas de observação para confirmar o sistema. A primeira é a espectroscopia (velocidades radiais), que mede a oscilação da estrela causada pelos planetas em órbita e ajuda a determinar as suas massas.

“Utilizámos vários espectrógrafos no Chile: CORALIE, HARPS e PFS. Também utilizámos dados de arquivo do espectrógrafo FEROS no Chile e do MINERVA-Australis na Austrália”, explicou Mireles.

A segunda técnica é a fotometria de trânsito, que envolve registar a ligeira queda de luz da estrela quando um planeta passa à sua frente. Foram utilizados trânsitos do telescópio espacial TESS da NASA e observações terrestres do telescópio ASTEP na Antárctida – um projecto liderado pelo Observatoire de la Côte d’Azur, em Nice, em parceria com a Universidade de Birmingham e a ESA. Também foram incluídas observações de trânsitos da rede global de telescópios LCOGT, com instalações no Chile, na Austrália e na África do Sul, que desempenharam um papel fundamental na análise.

“A nossa contribuição foi possível graças à existência de um telescópio na Antárctida. Embora a logística envolvida seja difícil, a localização única do telescópio e o acesso a condições astronómicas ideais são fundamentais para estudar sistemas exoplanetários com períodos orbitais longos, como TOI-201”, afirmou o professor Amaury Triaud da Universidade de Birmingham.

A terceira técnica incluiu Variações de Tempo de Trânsito (VTTs), que medem pequenos desvios de quando ocorrem os trânsitos de um planeta, indicando a presença da atracção gravitacional de outro planeta. Por fim, os investigadores utilizaram a astrometria, que recorre a dados das missões espaciais Hipparcos e Gaia para detectar pequenos desvios na posição da estrela no céu causados por uma companheira massiva invisível.

Mireles acrescenta que as observações de exoplanetas geralmente mostram apenas um instantâneo da evolução de um sistema. De facto, a maioria dos sistemas só muda em escalas de tempo de milhões de anos. O que torna TOI-201 especial é que os investigadores conseguem realmente observá-lo a mudar em tempo real.

“As órbitas dos planetas estão inclinadas umas em relação às outras e, por causa disso, estão lentamente a puxar-se mutuamente para novas orientações”, disse Mireles.

“Isto foi uma surpresa, porque se os planetas nasceram no plano do disco protoplanetário que existia no início da vida da estrela, espera-se que tenham órbitas alinhadas, como os planetas do Sistema Solar. Portanto, a próxima questão a responder para TOI-201 é como é que estes três objectos acabaram por ter órbitas tão inclinadas”, acrescentou Dragomir.

Daqui a 200 anos, a super-Terra deixará de transitar a estrela [da perspectiva do Sistema Solar]. Algumas centenas de anos mais tarde, o Júpiter morno deixará de transitar e, mais tarde ainda, a anã castanha deixará de transitar. No entanto, voltarão a transitar daqui a milhares de anos, uma vez que passam por ciclos de configurações de trânsito e de não trânsito.

O próximo trânsito de TOI-201 c está previsto para 26 de Março de 2031, o que proporcionará uma oportunidade rara para observações de acompanhamento em todo o mundo, incluindo por parte de cientistas cidadãos.

“Foi verdadeiramente um esforço de vários anos e de uma grande equipa para estudar este sistema. Cada nova observação de trânsito do ASTEP e do LCOGT e cada nova medição de velocidade radial levantaram gradualmente o véu e ajudaram a revelar a arquitectura tridimensional do sistema TOI 201. E esta arquitectura única está no centro das interacções dinâmicas do sistema, até agora nunca vistas”, concluiu Mireles.

// Universidade do Novo México (comunicado de imprensa)
// IAC (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)

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21.04.2026

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50: NASA desliga um instrumento da Voyager 1 para manter a sonda em funcionamento

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No dia 17 de Abril, os engenheiros do JPL (Jet Propulsion Labortory) da NASA, no sul da Califórnia, enviaram comandos para desligar um instrumento a bordo da Voyager 1 denominado LECP (Low-energy Charged Particles). A sonda espacial, movida a energia nuclear, está a ficar sem energia, e desligar o LECP é considerado a melhor forma de manter em funcionamento o primeiro explorador interestelar da humanidade.

Os engenheiros da missão no JPL da NASA, no sul da Califórnia, desligaram o LECP (Low-energy Charged Particles) a bordo da Voyager 1 no dia 17 de Abril de 2026. Crédito: NASA/JPL-Caltech

O LECP tem estado em funcionamento quase sem interrupção desde o lançamento da Voyager 1 em 1977 – há quase 49 anos. Mede partículas carregadas de baixa energia, incluindo iões, electrões e raios cósmicos originários do nosso Sistema Solar e da nossa Galáxia. O instrumento forneceu dados críticos sobre a estrutura do meio interestelar, detectando frentes de pressão e regiões de densidade variável de partículas no espaço para lá da nossa heliosfera. As sondas gémeas Voyager são as únicas naves espaciais suficientemente distantes da Terra para fornecer esta informação.

Tal como a Voyager 2, a Voyager 1 depende de um gerador termoeléctrico radioisotópico, um dispositivo que converte o calor proveniente da decomposição do plutónio em electricidade. Ambas as sondas perdem cerca de 4 watts de potência por ano. Após quase meio século no espaço, as margens de potência tornaram-se extremamente reduzidas, obrigando a equipa a conservar energia desligando aquecedores e instrumentos, enquanto assegura que as naves espaciais não arrefecem ao ponto das suas linhas de combustível congelarem.

Durante uma rotineira manobra de rotação, planeada para 27 de Fevereiro, os níveis de energia da Voyager 1 caíram inesperadamente. Os engenheiros da missão sabiam que qualquer queda adicional de energia poderia accionar o sistema de protecção contra sub-tensão da sonda, o que desligaria automaticamente os componentes para proteger a sonda, exigindo uma recuperação por parte da equipa de voo – um processo demorado que acarreta os seus próprios riscos.

A equipa da Voyager precisava de agir primeiro.

“Embora desligar um instrumento científico não seja a preferência de ninguém, é a melhor opção disponível”, afirmou Kareem Badaruddin, gestor da missão Voyager no JPL. “A Voyager 1 ainda tem dois instrumentos científicos em funcionamento – um que capta ondas de plasma e outro que mede campos magnéticos. Continuam a funcionar na perfeição, enviando dados de uma região do espaço que nenhuma outra nave construída pelo homem jamais explorou. A equipa continua focada em manter ambas as Voyager em funcionamento durante o máximo de tempo possível”.

Plano ambicioso

A escolha do próximo instrumento a desligar não foi feita no calor do momento. Há anos, as equipas científicas e de engenharia das Voyager reuniram-se e chegaram a um acordo sobre a ordem em que iriam desligar partes das sondas, garantindo ao mesmo tempo que a missão pudesse continuar a realizar a sua investigação científica única. Dos 10 conjuntos idênticos de instrumentos que cada sonda transporta, sete foram desligados até agora. Para a Voyager 1, o LECP era o próximo da lista. A equipa desligou o LECP da Voyager 2 em Março de 2025.

Como a Voyager 1 está a mais de 25 mil milhões de quilómetros da Terra, a sequência de comandos para desligar o instrumento levou cerca de 23 horas a chegar à nave espacial, e o próprio processo de encerramento demorou cerca de três horas e 15 minutos a ser concluído. Uma parte do LECP – um pequeno motor que gira o sensor num círculo para fazer a varredura em todas as direcções – permanecerá ligada. Consome pouca energia (0,5 watts) e mantê-lo em funcionamento dá à equipa a melhor hipótese de poder ligar o instrumento novamente algum dia, caso encontrem energia extra.

O que vem a seguir

Os engenheiros estão confiantes de que desligar o LECP dará à Voyager 1 cerca de um ano de margem de manobra. Estão a aproveitar esse tempo para finalizar uma solução de poupança de energia mais ambiciosa para ambas as Voyagers, a que chamam de “Big Bang”, concebida para prolongar ainda mais as operações das Voyager. A ideia é substituir um conjunto de dispositivos alimentados de uma só vez – daí a alcunha -, desligando alguns e substituindo-os por alternativas de menor consumo energético, para manter as sondas espaciais suficientemente aquecidas para continuar a recolher dados científicos.

A equipa irá implementar o procedimento Big Bang primeiro na Voyager 2, que tem um pouco mais de energia disponível e está mais próxima da Terra, tornando-a o objecto de teste mais seguro. Os testes estão previstos para Maio e Junho de 2026. Se correrem bem, a equipa tentará a mesma solução na Voyager 1, o mais cedo em Julho. Se funcionar, há até a possibilidade de o LECP da Voyager 1 poder ser ligado novamente.

// NASA (blog)

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21.04.2026

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49: Como serão as ondas noutros planetas?

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Num dia calmo, uma brisa leve mal consegue ondular a superfície de um lago na Terra. Mas em Titã, a maior lua de Saturno, um semelhante vento suave provocaria ondas de 3 metros de altura.

O mesmo vento suave que cria pequenas ondulações num lago na Terra (à direita) provocaria grandes ondas em Titã, a maior lua de Saturno (à esquerda). Nestas imagens, a escala é medida em metros.
Crédito: Schneck et al., 2026

Este comportamento do outro mundo é uma das previsões de um novo modelo de ondas desenvolvido por cientistas do MIT (Massachusetts Institute of Technology). O modelo é o primeiro a captar toda a dinâmica das ondas e o que é necessário para as provocar em diferentes condições planetárias.

Num estudo publicado na revista Journal of Geophysical Research: Planets, a equipa do MIT apresenta o modelo, ao qual deram o nome apropriado de “PlanetWaves”. Aplicam o modelo para prever como as ondas se comportam em corpos planetários que possam albergar lagos e oceanos líquidos, incluindo Titã, o antigo Marte e três planetas para lá do Sistema Solar.

O modelo prevê que um vento suave seria suficiente para agitar ondas enormes em Titã, onde os lagos estão cheios de hidrocarbonetos líquidos leves. Em contraste, seriam necessários ventos com a força de um furacão para mal mover a superfície de um lago no exoplaneta 55 Cancri e, que se pensa ser um mundo de lava coberto por rocha líquida quente e densa.

“Na Terra, estamos habituados a certas dinâmicas das ondas”, afirma o autor do estudo Andrew Ashton, cientista associado do WHOI (Woods Hole Oceanographic Institution) e membro do corpo docente do Programa Conjunto MIT-WHOI. “Mas com este modelo, podemos ver como as ondas se comportam em planetas com diferentes líquidos, atmosferas e gravidade, o que pode, de certa forma, desafiar a nossa intuição”.

A equipa está particularmente interessada em compreender como as ondas se formam em Titã. Esta grande lua é o único outro corpo planetário do Sistema Solar, além da Terra, que se sabe albergar actualmente lagos líquidos.

“Em qualquer lugar onde haja uma superfície líquida sobre a qual sopre vento, existe a possibilidade de se formarem ondas”, afirma Taylor Perron, professor de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias no MIT. “No caso de Titã, o que é intrigante é que não temos qualquer observação directa de como são esses lagos. Por isso, não sabemos ao certo que tipo de ondas poderão existir lá. Agora, este modelo dá-nos uma ideia”.

Se um dia os humanos enviassem uma sonda aos lagos de Titã, o novo modelo da equipa poderia servir de base para a construção de naves espaciais resistentes às ondas.

“Seria necessário construir algo capaz de resistir à energia das ondas”, afirma a autora principal, Una Schneck, estudante no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. “Por isso, é importante saber que tipo de ondas estes instrumentos teriam de enfrentar”.

Entre os co-autores do estudo contam-se Charlene Detelich e Alexander Hayes, da Universidade de Cornell, e Milan Curcic, da Universidade de Miami.

“A primeira lufada”

Quando o vento sopra sobre a água, cria ondas que podem ser suficientemente fortes para esculpir linhas costeiras e redistribuir os sedimentos trazidos para a costa pelos rios. Através deste processo, as ondas podem ser uma força significativa na formação da paisagem ao longo do tempo. Schneck e colegas, que estudam a evolução da paisagem na Terra e noutros planetas, questionaram-se sobre como as ondas se comportariam noutros mundos onde a gravidade, as condições atmosféricas e a composição dos líquidos podem ser muito diferentes das encontradas na Terra.

“Já houve tentativas, no passado, de prever como a gravidade afectaria as ondas noutros planetas”, diz Schneck. “Mas não quantificam outros factores, como a composição do líquido que está a formar as ondas. Esse foi o grande avanço deste projecto”.

Ela e os seus colegas desenvolveram um modelo de ondas completo que tem em conta não só a gravidade de um planeta, mas também as propriedades do seu líquido superficial, tais como a densidade, a viscosidade e a tensão superficial, ou seja, a resistência de um líquido à formação de ondulações. A equipa também incorporou o efeito da pressão atmosférica de um planeta. Com este modelo, pretendiam prever como a superfície líquida de um planeta evoluiria em resposta a ventos de uma determinada velocidade.

“Imagine um lago completamente calmo”, sugere Ashton. “Estamos a tentar perceber qual é a primeira lufada de vento que vai criar aquelas primeiras ondulações minúsculas, até se transformar numa onda oceânica completa”.

Fazendo ondas

A equipa testou primeiro o seu novo modelo com dados de ondas na Terra. Utilizaram medições de ondas recolhidas por boias no Lago Superior ao longo de 20 anos. Descobriram que o modelo, que tinha em conta a gravidade da Terra, a composição do líquido (água) e as condições atmosféricas, era capaz de prever com precisão a velocidade do vento necessária para gerar ondas no lago e a altura que as ondas atingiam com uma determinada intensidade de vento.

Os investigadores aplicaram então o modelo para prever como as ondas se comportariam noutros corpos planetários que se sabe terem líquido na sua superfície. Analisaram primeiro Titã, onde a missão Cassini da NASA captou anteriormente imagens de radar de formações lacustres, que os cientistas suspeitam estarem actualmente cheias de metano e etano líquidos. A equipa utilizou o novo modelo para calcular a dinâmica das ondas da lua, tendo em conta a sua gravidade, pressão atmosférica e composição do líquido.

Descobriram que, em Titã, é surpreendentemente fácil formar ondas. O líquido relativamente leve, combinado com a baixa gravidade e a pressão atmosférica, faz com que até mesmo um vento suave consiga provocar ondas enormes.

“Parece um pouco como ondas altas a moverem-se em câmara lenta”, diz Schneck. “Se estivéssemos na margem deste lago, talvez sentíssemos apenas uma brisa suave, mas veríamos estas ondas enormes a fluir na nossa direcção, o que não é o que esperaríamos na Terra”.

Os investigadores também analisaram a actividade das ondas no antigo Marte. O Planeta Vermelho abriga muitas bacias de impacto que podem ter estado outrora cheias de água, antes de a atmosfera do planeta se dissipar e a água se evaporar. Uma dessas bacias é a Cratera Jezero, que está actualmente a ser explorada pelo rover Perseverance da NASA. Com o novo modelo, a equipa demonstrou que, à medida que a atmosfera de Marte desaparecia gradualmente, reduzindo a sua pressão ao longo do tempo, seriam necessários ventos mais fortes para criar as mesmas ondas.

Para além do Sistema Solar, os investigadores aplicaram o modelo a três exoplanetas diferentes. O primeiro, LHS 1140 b, é uma “super-Terra fria”, o que significa que é mais frio e maior do que a Terra. O planeta possui água líquida, embora, por ser tão grande, tenha uma gravidade mais forte. O modelo demonstrou que o mesmo vento na Terra geraria ondas de água muito mais pequenas na super-Terra, devido à diferença de gravidade.

A equipa também analisou Kepler-1649 b, um planeta semelhante a Vénus, que possui uma gravidade semelhante à da Terra, com lagos de ácido sulfúrico, cuja densidade é cerca de duas vezes superior à da água. Nestas condições, os investigadores descobriram que seriam necessários ventos muito fortes para provocar sequer uma ondulação neste “exo-Vénus”, em comparação com a Terra.

Este efeito é ainda mais pronunciado no terceiro planeta, 55 Cancri e – um mundo de lava que tem uma gravidade superior à da Terra e um líquido superficial muito mais denso e viscoso. Os cientistas suspeitam que o planeta abriga oceanos de rocha liquefeita. Neste ambiente, o modelo prevê que ventos com a força de um furacão na Terra, de cerca de 130 km/h, gerariam apenas pequenas ondas com alguns centímetros de altura no mundo de lava.

Para além de revelar novas formas como as ondas se podem comportar noutros planetas, Perron espera que o modelo responda a questões de longa data sobre a formação da paisagem planetária.

“Ao contrário da Terra, onde existe frequentemente um delta onde um rio encontra a costa, em Titã há muito poucas coisas que se assemelham a deltas, apesar de haver muitos rios e costas. Será que as ondas são responsáveis por isto?”, questiona-se Perron. “Este é o tipo de mistérios que este modelo nos ajudará a resolver”.

// MIT (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Journal of Geophysical Research: Planets)

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