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Coluna do Astrônomo

Somos restos de estrelas

Nós só estamos aqui porque antes de nosso Sol nascer, algumas estrelas explodiram nas redondezas e enriqueceram a nebulosa que nos deu origem com elementos pesados. Esse material é lançado ao espaço e pode encontrar um ambiente propício para dar origem à vida e permitir a sua evolução.

Hidrogênio e hélio são os elementos mais abundantes no Universo. Eles estão por toda a parte desde o Big Bang, quando o Universo começou a se expandir – e continua até hoje. Mas, e os outros elementos que encontramos por aí, nas estrelas, nos planetas e até mesmo em nós. De onde vieram?

Na tabela periódica são 103 elementos químicos conhecidos, muitos deles estão presentes em nossos corpos, pois precisamos deles para sobreviver. Muitas doenças estão relacionadas à falta ou à abundância de um determinado elemento químico. As células que formam nossos órgãos estão constantemente sendo substituídas. Somos feitos de uma mistura de elementos químicos, forjados num processo evolutivo de bilhões de anos, necessários aos nossos órgãos e que nos permitem viver.

Mas voltando ao nosso tema principal: De onde vêm esses elementos químicos? Da fusão nuclear no interior das estrelas. As estrelas são feitas, principalmente, de hidrogênio e hélio. É a partir do hidrogênio que elas começam a produzir energia (fusão nuclear) que as mantém em equilíbrio, num constante jogo de forças com a gravidade.

Com a fusão do hidrogênio é produzido o hélio. O processo de fusão nuclear segue adiante produzindo novos elementos. Neste momento, entram em cena, principalmente, o hélio, o carbono, o oxigênio, o silício, o nitrogênio, o enxofre e, por último, o ferro. Outros elementos químicos identificados na tabela periódica só são possíveis através da explosão de uma estrela. Muitas dessas estrelas, que nasceram com muita massa (várias vezes a massa do Sol), no fim de suas vidas explodem em supernovas e uma quantidade enorme de energia é gerada, permitindo a criação de novos elementos químicos. Sendo assim, são as pequenas partículas – poeira das estrelas – que, juntas, nos permitem pensar, escrever e compreender o Universo.

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Coluna do Astrônomo

A gravidade e o nosso corpo

Quero falar sobre a gravidade ou a ausência dela, melhor dizendo. Sem a gravidade estaríamos em uma situação grave. Vamos aos fatos: Nosso corpo foi moldado para suportar a gravidade na superfície da Terra e a gravidade não para de agir em nosso corpo. Quando ficamos mais velhos, ela é implacável e vamos diminuindo de tamanho, temos dificuldades em andar ou correr e tudo despenca, literalmente.

 É fundamental nos exercitarmos durante toda a vida (pelo menos deveríamos) para podermos ter uma vida saudável e fortalecer nossos ossos e nossa musculatura, em uma guerra constante contra a gravidade. Mas o que acontece se formos para o espaço em uma situação que simula a falta da gravidade como ocorre em uma estação espacial? Quais as mudanças que nossos órgãos sofreriam?

Na semana passada foi noticiado que o astronauta Scott Kelly, depois de permanecer 340 dias no espaço a bordo da Estação Espacial Internacional, cresceu 5cm. Neste ambiente a que ficou submetido, sua coluna vertebral esticou, mas ao voltar para a Terra a gravidade fez com que ele retornasse ao seu tamanho original depois de algum tempo. Muitos estudos foram feitos e ainda continuam com este astronauta, com o objetivo de descobrirmos como seria uma viagem a outros planetas, como Marte, por exemplo.

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E o que mais pode acontecer com uma  que permanece longo tempo em um ambiente que simula a ausência da gravidade? Várias coisas. A perda de massa muscular é um dos efeitos sentidos, já que sem a necessidade de fazer muito esforço – para se locomover ou fazer qualquer atividade – os músculos não são exigidos e atrofiam. Isso pode ser minimizado com a prática de exercícios físicos, de forma intensa e constante, mas mesmo assim podemos perder até 32% da força dos músculos das pernas. Ficamos, assim, sem uma base de sustentação não temos condições de nos mantermos em pé, por exemplo.

Nosso coração também sofre. Ele diminui de tamanho e a pressão arterial é reduzida. Isso implica em menos sangue circulando pelo nosso corpo e isso diminui a nossa capacidade de nos exercitarmos. Como comparação, uma semana em um ambiente de simulação de ausência de gravidade equivale a seis semanas deitado aqui na Terra. Você já deve ter passado por algo assim, quando ficou doente por algum motivo. Ficar muito tempo deitado nos enfraquece.

Outros efeitos também já foram registrados em astronautas que permaneceram no espaço por longos períodos, tais como: a menor produção de glóbulos vermelhos (anemia espacial), o enfraquecimento do sistema imunológico, a perda de orientação, distúrbios no sono, congestão nasal, flatulência excessiva, enchimento da face, além de uma exposição maior à radiação solar (pois estão sem a proteção da atmosfera).

Por tudo isso estamos vendo que nosso corpo se adaptou da melhor maneira possível ao ambiente e à gravidade da Terra. Viver em outros lugares do espaço exigirá um esforço sobre-humano para nos adaptarmos. Mais difícil ainda será viajar para ambientes diferentes da Terra e depois retornar ao nosso lar. Possivelmente teremos que criar uma gravidade artificial igual ou parecida com a da Terra para que a ela não seja um entrave para a nossa sobrevivência na conquista de novos mundos.

P.S.: Se você quiser saber mais sobre a sensação de ausência de gravidade sentida pelos astronautas a bordo da ISS, veja no seguinte endereço: 

http://fisicamoderna.blog.uol.com.br/arch2006-04-02_2006-04-08.html

E o que mais pode acontecer com uma  que permanece longo tempo em um ambiente que simula a ausência da gravidade? Várias coisas. A perda de massa muscular é um dos efeitos sentidos, já que sem a necessidade de fazer muito esforço – para se locomover ou fazer qualquer atividade – os músculos não são exigidos e atrofiam. Isso pode ser minimizado com a prática de exercícios físicos, de forma intensa e constante, mas mesmo assim podemos perder até 32% da força dos músculos das pernas. Ficamos, assim, sem uma base de sustentação não temos condições de nos mantermos em pé, por exemplo.
Nosso coração também sofre. Ele diminui de tamanho e a pressão arterial é reduzida. Isso implica em menos sangue circulando pelo nosso corpo e isso diminui a nossa capacidade de nos exercitarmos. Como comparação, uma semana em um ambiente de simulação de ausência de gravidade equivale a seis semanas deitado aqui na Terra. Você já deve ter passado por algo assim, quando ficou doente por algum motivo. Ficar muito tempo deitado nos enfraquece.

 

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Buraco negro na Via Láctea

Como observar um buraco negro? Bem, se levarmos ao pé da letra, não tem jeito. Por definição, um buraco negro não pode ser visto, já que a luz não sai dele. Mas podemos detectar a matéria que está ao seu redor sendo “devorada” por ele, a energia que se desprende para o espaço, calcular a sua massa e, finalmente, dizermos que ali deve ter um buraco negro.

Recentemente, um grupo de astrônomos japoneses, utilizando o radiotelescópio Nobeyama de 45 metros de diâmetro, detectaram sinais de um buraco negro com cerca de 100.000 massas solares ao redor do centro da Via Láctea, se considerado sua massa, ele é classificado como intermediário. Um grande buraco negro, com cerca de 4 milhões de massas solares, deve habitar o centro de nossa galáxia. Esse sim é grande. Os pequenos são formados quando uma grande estrela (supernova) explode no fim de sua vida e devem existir em maior quantidade.

O objeto identificado como CO-0.40-0.22 apresenta uma dispersão da matéria em duas diferentes direções e não está associada a nenhum objeto compacto, como poderia se pensar. Fazendo então os cálculos, se chegou à conclusão de que ali deve existir um buraco negro com 0,3 ano-luz de raio e massa de 100.000 vezes a massa do Sol. Se for confirmado, este seria o segundo maior buraco negro da Via Láctea.

Buracos negros intermediários como o CO-0.40-0.22 não são detectados ‒ esta foi a primeira vez e o seu aparecimento é um mistério. Vamos aguardar mais informações.

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Planetas no céu!

A partir de agora, e até o fim de fevereiro, os planetas visíveis a olho nu – Júpiter, Saturno, Marte, Vênus e Mercúrio – podem ser vistos todos juntos no céu na madrugada, antes do nascer do Sol. Se você tiver tempo, comece a acompanhá-los no dia 23 de janeiro a partir das 22h22min, quando Júpiter, o primeiro deles, aparece no céu na direção do leste.

Depois dele, neste dia, surgem Marte (0h51min); Saturno (2h54min); Vênus (3h59min); e finalmente Mercúrio (5h13min). Este último é mais difícil de observar por estar mais próximo ao Sol e, por isso, fica menos tempo no céu e bem mais próximo do horizonte. Plutão também estará por ali, mas este planeta-anão só é observado com telescópios profissionais. Mas o conjunto ainda vai ter a companhia brilhante da Lua, que em alguns dias dará o ar da sua graça, dependendo da sua fase, passeando por entre eles (Lua Cheia nos dias 23/1 e 22/2).

É muito interessante observar o lento movimento que os planetas farão, dia após dia, em relação às estrelas, principalmente Mercúrio e Vênus (Marte se deslocará menos, enquanto Júpiter e Saturno menos ainda). Boas observações!

 

Aplicativos uteis:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.escapistgames.starchart&hl=pt_BR

http://www.stellarium.org/

http://www.heavens-above.com/main.aspx?Loc=G%E1vea&Lat=-22.983&Lng=-43.233&Alt=71&TZ=EBST

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Próximas cinco aproximações de asteroides em relação à Terra

Existe um programa de reastreamento de asteroides e cometas que vasculha o céu à procura de objetos que se aproximam da Terra, conhecido como NEO. Na tabela acima são apresentadas as próximas aproximações de asteroides conhecidos, com seu tamanho, a comparação de tamanho com objetos terrestres e a sua distância mínima. Vale lembrar que a distância média entre a Terra e a Lua é de 385.000 quilômetros. Estes asteroides passarão pelo menos três vezes mais distantes do que a Lua se encontra de nós. Mas em termos astronômicos esses valores são muito pequenos.

Um objeto maior que 150 metros de tamanho, que se aproxime da Terra, passando a uma distância de até 20 vezes a distância da Lua, é considerado um objeto potencialmente perigoso. Mais informações sobre asteroides e cometas potencialmente perigosos e suas próximas aproximações podem ser obtidas no seguinte endereço:

http://neo.jpl.nasa.gov/ca/

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Tempestade em Urano

 

Tempestades não são privilégios da Terra. Em alguns planetas do Sistema Solar podemos observá-las. E nos planetas gigantes e gasosos estas tempestades ganham dimensões ainda maiores. Terra e Marte também são frequentemente atingidos por ventos bastante fortes.

A mais conhecida tempestade de todos é a Grande Mancha Vermelha em Júpiter. Ela é observada há mais de quatro séculos – desde a época em que Galileu começou a fazer as suas primeiras observações. Como o planeta é praticamente gasoso, os ventos ali atingem velocidades superiores a 1.000 km/h, bem mais que os furacões que aparecem aqui na Terra e trazem grandes destruições. Saturno também apresenta tempestades.

Os astrônomos, trabalhando com o telescópio do Observatório Keck, no Havaí, conseguiram observar agora um conjunto de tempestades no planeta Urano. Uma grande mancha já havia sido vista naquele planeta por ocasião da passagem da nave Voyager em 1986. Conhecida como “Berg” (pois lembrava um iceberg se desprendendo da calota polar), aquela mancha desapareceu com o tempo, em 2009.

Agora, as manchas observadas com câmeras que captam imagens no infravermelho, são bem mais brilhantes. Os pesquisadores acham que elas estão associadas a vórtices mais profundos na atmosfera e com o tempo atingem alturas cada vez maiores. Os cálculos para saber a origem e a dinâmica destas tempestades ainda precisam de mais informações.

Essas tempestades são bonitas de se observar, pelo menos quando estão bem distantes…

 

 

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Voyager 1 e a “fronteira final”?

Um dos maiores sonhos do homem é a conquista do espaço. Até agora só enviamos astronautas para o nosso satélite natural, a Lua (aliás, no dia 20 de julho comemoramos 45 anos da chegada do homem na Lua). Mas diversas naves já se aventuraram por outros lugares no nosso Sistema Solar.

A conquista do espaço é recente. Em 1977, foram lançadas as sondas Voyager 1 e 2. Elas tinham a missão de estudar os planetas gigantes – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno – e, depois, sair da influência do Sol, no espaço interestelar até chegar em uma estrela distante, o que demorará milhares de anos. Apesar da sua grande velocidade – elas percorrem uma distância de mais de três unidades astronômicas por ano (ou seja, mais de 450.000.000km/ano) –, só agora a Voyager 1 parece estar deixando nosso sistema planetário, após 37 anos de uma longa jornada. Enquanto escrevo este artigo a Voyager 1 está a mais de 19 bilhões de quilômetros da Terra.

Mas como saber o limite do Sistema Solar? Não é uma questão simples. O que se concluiu agora é que a Voyager 1 parece ter rompido a heliosfera, uma região dominada pelo vento solar, e está recebendo, desde o ano de 2012, uma grande quantidade de ondas de choque de explosões solares. Isso está sendo detectado pelos sensores da nave um ano depois do ocorrido. Parece que o Sol está cantando (ouça o som).

Nos espaços entre as estrelas (interestelar) deveria ser uma calmaria, pois quase não existe matéria nessas regiões. Mas as explosões solares invadem essas regiões e provocam as mudanças detectadas pela Voyager 1. Assim, podemos dizer que a Voyager 1 está na “fronteira final” do Sistema Solar.

 

E o espaço é o limite!

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Um planeta diferente

Mais um planeta foi descoberto fora do Sistema Solar. Hoje já são aproximadamente 2.000 planetas descobertos. Só o telescópio Kepler anunciou em fevereiro deste ano 715 novos mundos. É claro que alguns deles ainda terão que ser confirmados por novas observações, determinando suas características (massa, tamanho, temperatura, etc.).

 

O que tem intrigado os cientistas é a presença de um planeta rochoso, o Kepler-10c, descoberto em 2011, e agora confirmado, com cerca de 17 vezes a massa da Terra e duas vezes o seu tamanho. Sua temperatura é mais de 850 graus e ele orbita a estrela em apenas 45 dias. Quando foi descoberto pelo telescópio Kepler, através do método do trânsito (quando o planeta passa na frente da estrela e diminui o seu brilho), não se pode saber se o planeta era gasoso ou rochoso. Isso só foi possível com a ajuda de outro equipamento, o HARPS-North, nas Ilhas Canárias.

 

Veja mais em: http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2014/06/140602_ciencia_planeta_novo_hb.shtml?ocid=sw_facebook

 

Mas qual a importância deste planeta? Até então se pensava que um planeta com essa massa deveria ser formado de gases, com um núcleo rochoso, como os planetas Urano, Netuno, Júpiter e Saturno. Mas este se apresenta sem a grande camada gasosa, sendo formado de rochas. E ele não perdeu essa camada gasosa, pois tem massa suficiente para aprisioná-la. Foi formado assim.

 

Outro fato curioso é que o sistema planetário Kepler-10 (que tem outro planeta o Kepler-10b) tem 11 bilhões de anos, mais que o dobro do tempo de vida do Sol. Isso é apenas três bilhões de anos após o Big Bang, o início da expansão do Universo. Naquela época praticamente só existiam hidrogênio e hélio. Para se formar planetas rochosos é necessário ter elementos mais pesados como o ferro, por exemplo, com a evolução das primeiras gerações de estrelas. E esses elementos pesados só se espalham pelo espaço, incorporando matéria em outros sistemas planetários, com a explosão de estrelas, o que só deve ter acontecido muito tempo depois do Big Bang, bilhões de anos depois. Mas, então, como se formou um planeta rochoso com essa grande massa e pequeno tamanho, ou seja, tão denso, em uma época em que existiam poucos elementos pesados provenientes de explosões de estrelas?

 

Isso ainda não se sabe, mas agora estamos sabendo que a formação de mega planetas, como o Kepler-10c, pode ter ocorrido mais cedo do que nossos estudos indicavam. Este é mais um dos mistérios da Astronomia, que agora começamos a decifrar. E aumentou muito a chance de encontrarmos planetas parecidos com a Terra.

 

Crédito da imagem: Harvrad-Smithsonian Center for Astrophysics/David Aguilar

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O Sol e suas irmãs gêmeas

 

Gêmeos sempre atraíram a atenção das pessoas. Não é algo comum de acontecer. Algumas estatísticas dizem que a ocorrência de gêmeos idênticos é cerca de 4 a cada 1.000 nascimentos. Os gêmeos podem ser bastante parecidos (univitelinos ou idênticos) ou terem muitas diferenças (multivitelinos), ou até mesmo nascerem um menino e uma menina. Mas uma coisa é certa, eles têm a mesma mãe.

 

E no espaço? Será que isso ocorre também? Vamos investigar. No que se refere a planetas, hoje os astrônomos estão em uma busca frenética para encontrar uma irmã gêmea da Terra. A motivação maior é que, se existir um planeta parecido com a Terra – mais ou menos do mesmo tamanho, com uma temperatura similar, a uma distância confortável (esteja na zona de habitabilidade) –, pode ser possível ter vida neste planeta. São cerca de mil e quinhentos planetas descobertos até agora, e poucos são os candidatos a irmã gêmea da Terra. Mas a busca continua.

 

Mas e as estrelas? Só na nossa galáxia são cerca de 200 bilhões de estrelas. E existem bilhões de galáxias no Universo. Será que temos uma irmã gêmea do Sol? Pode ser.

 

Um estudo recente, através da análise química de uma estrela e de sua órbita ao redor do centro da nossa galáxia, mostra que o Sol tem pelo menos uma irmã gêmea: HD 162826.

 

Não quer dizer que esta estrela seja parecida com o Sol, mas tem a mesma mãe. Como isso é possível? O Sol, como todas as estrelas nascem de uma nuvem de gás e poeira chamada de nebulosa. Essa nebulosa, por algum motivo – uma explosão de uma estrela próxima, por exemplo-, começa a se contrair juntando esse material no seu centro. Após milhões de anos, a temperatura neste núcleo é tão grande (cerca de 10 milhões de graus) que começa a fusão termonuclear (atómos de hidrogênio se juntam para formar um átomo de hélio) produzindo energia, na forma de luz e calor. A estrela brilha e dizemos que ela nasceu.

 

Mas a matéria desta nebulosa (a mãe) é suficiente para gerar dezenas ou milhares de estrelas. E cada uma segue o seu caminho. Pois agora, a equipe liderada pelo astrônomo Ivan Ramirez, da Universidade do Texas, conseguiu identificar uma das estrelas que nasceram da mesma nebulosa que deu origem ao Sol. Portanto, uma estrela gêmea de nosso astro rei, a estrela HD 162826. Ela não é visível a olho nu, mas com um pequeno binóculo. Fica a 110 anos-luz de distância, na constelação de Hércules, próxima da estrela Vega, da constelação da Lira, no hemisfério norte da esfera celeste. (Veja aqui)

 

A importância desta descoberta é que poderemos identificar de onde viemos, ou onde nascemos, e tentar entender como o nosso sistema solar se tornou hospitaleiro à vida. Existe, ainda, uma pequena chance de algumas destas estrelas também terem planetas com vida, quem sabe. Este estudo, pelo menos, permitirá encontrar outros irmãos do Sol que, porventura, esteja vagando pela nossa galáxia.

 

Uma nova “família” está para ser descoberta!

 

 

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Um exoplaneta diferente

 

Os quase 1.500 planetas extrassolares, ou exoplanetas, não são visíveis diretamente por nossos olhos. Várias técnicas são utilizadas para descobri-los, como o trânsito (uma espécie de eclipse), velocidade radial, etc. Mesmo assim, podemos obter várias características destes objetos, como sua distância à estrela central, seu tamanho e sua massa.

 

Um exoplaneta, o HD 106906 b, apresenta características que intrigam os cientistas. Ele está muito distante da estrela em torno da qual orbita. Cerca de 650 vezes a distância Terra-Sol. Sua massa é 11 vezes a do maior planeta do Sistema Solar, Júpiter. Ele foi observado através da radiação infravermelho, pois apresenta uma emissão de calor ainda alta, por ter pouca idade (13 milhões de anos apenas), como resquício de sua formação.

 

A questão é que ele não possui massa suficiente para ter sido uma estrela – para isso seria necessário ter pelo menos 8 vezes mais do que tem. Nos sistemas duplos de estrelas, em que elas estão girando ao redor de um centro de massa comum, a relação entre as massas não é maior que 10 para 1. Neste caso, a relação está em 100 para 1, ou seja, a massa da estrela é 100 vezes maior que a do planeta.

 

Outro problema ainda não compreendido é a criação de um planeta gasoso gigante a essa distância. Nenhum modelo explica a sua formação, pois não haveria massa suficiente disponível naquela região.

 

O caminho mais possível é que os dois astros foram formados de nebulosas próximas e, por influência da gravidade, se juntaram. O hoje exoplaneta não conseguiu, por um motivo ainda desconhecido, juntar massa suficiente para começara a fusão nuclear e virar uma estrela.