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Coluna do Astrônomo

Oportunidade de estudo no CERN

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro

 

Um dos grandes problemas da formação de professores de Física no Brasil é a pequena quantidade de laboratórios associados a Universidades desenvolvendo pesquisa de ponta. Podemos citar como exemplo de parceria eficiente a UNICAMP com o Laboratório de Luz Síncrotron (LNLS).

A oportunidade de conhecer e, quem sabe, participar de trabalhos de forma colaborativa é um grande passo para a formação e aperfeiçoamento do profissional. Toda e qualquer iniciativa neste sentido deve ser incentivada e é isto que o CERN está fazendo.

O CERN, a Organização Europeia para a Energia Nuclear, é o maior centro de pesquisa em Física de partículas do mundo. Localizado na fronteira da Suíça com a França, abriga um enorme complexo de aceleradores de partículas. Estes objetos tem a função de observar e obter dados de colisões de feixes de partículas, desta forma, podendo estudar a estrutura e a constituição das partículas subatômicas.

Esta mesma instituição tem um departamento de educação que realiza cursos para diversos profissionais europeus e, desde 2009, através de um acordo com o Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP) de Lisboa, o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas e a Diretoria da Sociedade Brasileira de Física, professores brasileiros do ensino médio podem fazer cursos de Física no CERN, juntamente com professores de Portugal e alguns países da África.

Em 2013 as inscrições terminam no dia 13 de junho e o edital já está disponível. Este ano, a expectativa é de levar 30 professores brasileiros para conhecer as instalações e participarem do curso que acontecerá entre os dias 1º e 7 de setembro.

Professores de Física, atualizem os seus currículos Lattes e, façam a aplicação do pedido. Oportunidades como esta não aparecem todos os dias. Boa sorte a todos.

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Coluna do Astrônomo

Asteroide 1998 QE2

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro

Descoberto no dia 19 de agosto de 1998 pelos observadores do projeto LINEAR (Lincoln Experimental Test System), localizado no Novo México, EUA, o asteroide 285263 (1998 QE2) terá a sua máxima aproximação do planeta Terra conforme as seguintes informações:

Dia: 31 de maio de 2013
Horário: 20h59min Zulu (17h59min no horário de Brasília)
Distância: 5,8x106km (aproximadamente 15 vezes a distância da Terra à Lua)
Tamanho aproximado: 1,4km x 3,2km
Velocidade: 10,58km/s
Magnitude: 10,58

Seu período é de 15 anos e 46 dias, sendo seu retorno ao ponto mais próximo da Terra estimado para 7 de dezembro de 2028.

Este asteroide estará em condições propícias para que sejam feitas várias imagens de alta resolução. Estas poderão mostrar, com riqueza de detalhes, a superfície deste objeto. As imagens serão feitas por radiotelescópios como o de Arecibo e o Goldstone do JPL, da Agência Espacial Norte-Americana (NASA), que podem mostrar estruturas com tamanho aproximado de três metros. Assim, objetos que eram observados apenas como pontos de luz, ao passar próximo da Terra, poderão ser estudados como pequenos mundos com um conjunto de características únicos, como observado pelo astrônomo Lance Benner do JPL.

Espero que os propagadores do apocalipse não vejam este asteroide como mais um destruidor da raça humana.

Uma relação de asteroides e as características de suas aproximações máximas podem ser vistas no site www.apolo11.com

 

 

 

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Coluna do Astrônomo

Marte, a próxima casa da humanidade?

 

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro

 

Uma das perguntas recorrentes após a visita de um grupo de alunos às cúpulas da Fundação Planetário é sobre a possibilidade do homem ir à Marte. O fascínio por este planeta é enorme. Sua cor avermelhada e a possível existência de água no estado líquido (ainda não confirmada), além das histórias irreais de marcianos cabeçudos e verdes, povoam o imaginário dos visitantes.

A exploração do planeta Marte é considerada por muitos pesquisadores como um passo importante para o futuro da Humanidade. A necessidade de desenvolvimento de novos produtos e um estudo mais específico sobre a fisiologia humana em ambientes espaciais terá como resultado uma melhoria na qualidade de vida das pessoas.

Atualmente existem projetos da Agência Espacial Americana (NASA) com o intuito de levar o homem ao planeta vermelho. Segundo o administrador-chefe Charles Bolden, uma missão tripulada a Marte é uma prioridade para a agência.

A conquista deste objetivo ficou um pouco mais distante após a desativação dos ônibus espaciais em 2011. Sem um veículo próprio, a NASA está utilizando, atualmente, os foguetes russos para o abastecimento da tripulação da Estação Espacial Internacional (ISS). A conclusão dos projetos de um novo lançador (SLS) e de uma nova cápsula (Orion) é esperada para 2017. Apenas com estes novos equipamentos será possível iniciar os projetos intermediários de visitas a asteroides de grande e pequeno porte visando à chegada em Marte.

Além da NASA, a empresa holandesa Mars One está empenhada em estabelecer um assentamento humano em Marte até o ano de 2023. Esta empresa, não governamental, está em funcionamento desde 2011 adquirindo conhecimento técnico, levantando fundos, fazendo estudos psicológicos, além de contatar fornecedores aeroespaciais para sua empreitada.

Uma das coisas que chama a atenção é a forma como estão procurando patrocinadores para a missão. Inicialmente, qualquer pessoa pode fazer parte do grupo de assentados, bastando fazer uma inscrição com um pequeno custo e posteriormente ser selecionado nas baterias de teste. Estes “escolhidos” treinarão durante sete anos num esquema semelhante a um programa de televisão onde os participantes ficam confinados e monitorados todo o tempo. A semelhança é tamanha que os primeiros colonos espaciais serão escolhidos pelo público.

Se o leitor tiver interesse em se candidatar e tiver dinheiro para gastar com isto (tive o ímpeto de escrever que seria uma grande bobagem, mas cada um que gaste o seu dinheiro com o que ache importante) pode obter informações no endereço abaixo (em inglês):

http://mars-one.com/en/about-mars-one/about-mars-one

Ir a Marte requer que tenhamos tecnologias que encontram-se em desenvolvimento, tempo, dinheiro e um trabalho psicológico intenso. Espero poder ver este dia.

 

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Coluna do Astrônomo

A dieta do buraco negro central

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro

 

Poucos meses após Albert Einstein ter publicado seu artigo sobre a Teoria da Relatividade Geral, o astrônomo prussiano Karl Schwarzschild, servindo na frente russa durante a I Guerra Mundial e sofrendo de uma doença de pele rara chamada pênfigo, publicou três artigos fundamentais para a Física e a Astronomia: dois com soluções exatas sobre a Relatividade Geral e um sobre a Teoria Quântica de Planck.

O artigo sobre o campo gravitacional de uma massa “pontual” e esférica levou ao desenvolvimento da métrica de Schwarzschild e, com isto, à teoria sobre buracos negros, sua singularidade e o seu horizonte de eventos.

Em 11 de maio de 1916, pouco tempo depois dos seus resultados manuscritos terem sido elogiados e apresentados por Einstein em uma reunião acadêmica, Schwarzschild faleceu vítima de sua doença de pele rara, doença esta em que o sistema imunológico ataca a própria pele causando bolhas dolorosas. Perdeu-se um gênio, que foi considerado em 1960 como o maior astrônomo dos últimos 100 anos.

A teoria, juntamente com o desenvolvimento de novos detectores, permitiu a descoberta e a compreensão dos buracos negros e suas implicações na origem e desenvolvimento das galáxias. Sabemos hoje que os núcleos galácticos são habitados por estes fabulosos objetos.

A nossa galáxia, a Via Láctea, durante anos teve a presença de um buraco negro em seu centro como algo controverso. A ausência de um tipo específico de radiação e outros indícios característicos causava discussões acaloradas sobre o assunto. Porém, o trabalho de 16 anos de observação de astrônomos alemães nos telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) mostrou a presença de um grande buraco negro com quatro milhões de massas solares. Utilizando uma compilação de imagens, conseguiu-se mostrar a dinâmica de 28 estrelas ao redor do objeto. (Ver vídeo)

Observações do telescópio espacial Herschel encontraram uma gigantesca nuvem de gás que está orbitando o buraco negro central e poderá ser absorvida por ele. Pela primeira vez foi possível detectar separadamente a emissão do buraco negro da emissão da nuvem quente de gás que o circunda.

A maior surpresa desta descoberta vem da temperatura encontrada na nuvem de gás, cerca de 1.000ºC, muito superior às encontradas normalmente, por volta de poucas dezenas de graus acima do zero absoluto. Esta alta temperatura poderia ser explicada pelo choque causado pelo movimento acelerado dentro da própria nuvem ou da ruptura de estrelas próximas que estariam sendo destruídas pela grande gravidade do buraco negro. (Veja este outro vídeo sobre o buraco negro e a sua interação com a nuvem de gás (em inglês).

Uma das piadas feitas pelos pesquisadores é que o buraco negro do centro da Galáxia está cozinhando e irá se alimentar deste gás (ele não gosta de alimento cru!). Espero que possamos, em breve, confirmar estas suspeitas através das observações.

 

Karl Schwarzschild

 

Buraco Negro

 

Estrelas ao redor do buraco negro central

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Coluna do Astrônomo

Chuva em Saturno

 

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário do Rio de Janeiro

 

Desde os anos 80 do século passado, duas perguntas intrigam os astrônomos: O que foi observado era chuva de água no planeta Saturno? Além disso, por que a densidade de elétrons é extraordinariamente baixa em algumas faixas de latitude do planeta? Estas perguntas surgiram pela observação de três faixas escuras no planeta, após as visitas das naves Voyager, que não foram mais estudadas até os últimos anos.

Um trabalho publicado por James O’Donoghue, da Universidade de Leicester, na revista Nature, no início de abril, revelou que Saturno é o primeiro planeta a mostrar uma significativa interação entre os sistemas de anéis e sua atmosfera.

O estudo mostra que a chuva de partículas de água carregada na atmosfera de Saturno é muito maior que o previsto anteriormente e influencia a composição e a temperatura das partes superiores da atmosfera do planeta. As partículas carregadas são produzidas na ionosfera do planeta por um fluxo de partículas carregadas ou pela radiação solar atuando na atmosfera neutra. Ao mapear a emissão de um tipo específico de íon de hidrogênio, os pesquisadores esperavam encontrar um brilho uniforme em infravermelho. Contrariamente a isto, foram observadas faixas claras e escuras que correlacionavam áreas atmosféricas de baixa emissão em infravermelho com porções densas de água nos anéis e áreas com alta emissão com as falhas no mesmo.

A conclusão é que as partículas carregadas dos anéis estão sendo atraídas através das linhas de campo magnético do planeta e neutralizariam os íons de hidrogênio. Isto leva ao escurecimento em determinadas faixas, diferente do esperado, ou seja, um brilho uniforme na atmosfera de Saturno. As sombras apresentadas cobrem uma região desde a latitude de 25 até 55 graus, perfazendo uma área de 30 a 55 por cento da ionosfera do planeta.

Novos trabalhos deverão ser realizados com instrumentos da na nave Cassini que está atualmente estudando a lua Titã para mapear seu campo magnético com o objetivo de confirmar a presença de um oceano e determinar se o interior é sólido ou líquido. Se o leitor tiver interesse, o nome desta missão é Solstício.

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Bola de gude espacial

 

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário do Rio de Janeiro

 

Uma das minhas brincadeiras preferidas quando criança era jogar bolinha de gude. Ao mesmo tempo em que tínhamos de acertar as “ticolinhas”, como eram chamados os 4 buracos dispostos em “L”, que deveríamos ir e voltar, tentávamos evitar que o amigo-adversário acertasse a nossa bolinha e a mandasse para longe do campo. As bolinhas eram de várias cores e tamanhos e a “mais poderosa” era a de ferro. Quando acertávamos as bolinhas de vidro era caco para todos os lados.

Por que falar sobre bolinhas de gude em um site de Astronomia? Principalmente pela lembrança que tive ao ver um programa sobre impactos de asteroides desenvolvido e aperfeiçoado pelos pesquisadores Roberto Marcus, H. Jay Melosh e Gareth Collins da Imperial College of London. Inicialmente lançado em 2004, o Earth Impact Effect Program ou Programa de Efeitos de Impactos na Terra era totalmente textual e, após colocar os diversos parâmetros para a colisão de um objeto com a Terra, fornecia como resposta um texto com as consequências do fenômeno.

A versão atual tem uma apresentação gráfica agradável onde podemos escolher os parâmetros de massa, constituição, velocidade e ângulo de incidência do objeto que irá se chocar com o planeta e a composição química do terreno onde ocorrerá o impacto. Além disto, podemos colocar o observador à distância que quisermos para que os efeitos do impacto, como a entrada na atmosfera, a energia do impacto, a formação de cratera, os efeitos sísmicos, etc., possam ser percebidos.
Não é preciso baixar o programa. Ele pode ser usado direto no seu navegador pelo endereço: http://www.purdue.edu/impactearth/

Com a tecnologia é possível saber quais os efeitos de uma possível colisão de um objeto com a Terra. Porém, recomendo que as crianças (e os adultos saudosos) façam esta experiência como antigamente, brincando com bolinhas de gude, de vários tamanhos, cores e composições, deixando o computador e a televisão de lado, pelo menos por algumas horas.

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Onde está a Voyager 1?

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário do Rio de Janeiro

 

A nave Voyager 1, juntamente com a Voyager 2, é um dos grandes feitos da Humanidade. Lançada em 5 de setembro de 1977 para estudar os planetas gigantes gasosos do Sistema Solar, enviou inúmeras informações sobre a composição e a estrutura destes planetas, suas luas e seus anéis (sim, anéis, todos os gigantes gasosos possuem anéis). Após cumprir a missão principal, segue agora rumo ao centro da Via Láctea para estudar o meio ambiente dos limites do Sistema Solar e o espaço interestelar.

Para se determinar o limite do Sistema Solar precisamos estudar o vento solar e a influência do meio interestelar sobre este. O vento solar desloca-se a uma velocidade média de 1,5 milhão de quilômetros por hora. Ao encontrar com o material do meio interestelar, o vento solar desacelera, aquecendo-se, formando uma estrutura oval gigantesca. O limite interior desta região chama-se zona de choque terminal. Entramos agora em uma estrutura turbulenta chamada Heliosheath (não tem uma tradução para o português). Ao ultrapassar esta região, o limite do Sistema Solar é alcançado. Esta região de transição, onde as pressões do vento solar e do meio interestelar se anulam é chamada Heliopausa.

Diferentemente do noticiado, e rapidamente desmentido pelos pesquisadores da NASA, a Agência Espacial Norte-Americana, a Voyager 1 não ultrapassou o limite do Sistema Solar, mas encontra-se na Heliosheath ou seja, entre a zona de choque terminal e a Heliopausa. Provavelmente, em alguns anos, as Voyagers irão ultrapassar os limites do Sistema Solar, mas não foi agora (21 de março de 2013).

 

Imagens de Astrosferas de estrelas que, para o Sol, é chamada de Heliosfera.

 

Ilustração das diversas regiões da Heliosfera
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Mensagens para Marte

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário do Rio de Janeiro

 

Em 1977, a sondas espaciais Voyager 1 e 2, enviadas para estudar os planetas gigantes e posteriormente deixar o nosso sistema planetário, levaram consigo um disco de ouro gravado com imagens, sons e gravuras dos povos da Terra e informações sobre a localização de nosso planeta. A esperança é que algum viajante extraterrestre os encontre e com isto saiba da nossa existência e possa ter alguma informação sobre a nossa cultura.

 

Como forma de incentivar a participação da população nos projetos espaciais, a NASA, a Agência Espacial Norte-Americana, está constantemente enviando em suas missões algumas fotos e os nomes de pessoas (isto já aconteceu com missões à Lua e a Marte).

Se você quiser enviar mensagens para o planeta Marte, uma nova oportunidade será oferecida. A missão Maven – Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, que irá estudar as camadas mais altas da atmosfera do planeta, permitindo avaliar a perda de gás da atmosfera para o espaço e a mudança climática com relação ao tempo, levará o nome e mensagens de todos os participantes desta promoção. As mensagens poderão ser escritas a partir do dia 1º de maio.

Além disto, se você for um artista ou acha que tem habilidade com desenhos, tem entre 5 a 17 anos, pode participar do concurso que irá escolher uma imagem que será levada pela sonda espacial. A imagem deverá ser enviada para o site do projeto até o dia 8 de abril e será escolhida a vencedora através de uma votação pela Rede Mundial de Computadores.

O endereço para o envio encontra-se na página:

http://lasp.colorado.edu/maven/goingtomars/

Boa sorte a todos os participantes!!

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Estrela mais velha que o Universo?

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário do Rio de Janeiro

 

Quem nasceu primeiro? O ovo ou a galinha? Esta pergunta já gerou discussões acaloradas em várias rodas de conversa. Diversos pontos de vista foram colocados e até hoje poucos arriscam a dizer que estão certos. Este é o Paradoxo do Ovo. Paradoxos podem ser entendidos como afirmações com aparentes contradições ou contrassensos, como no caso da Estrela HD 140283, ou para alguns, a estrela Matusalém. Esta é a estrela mais antiga que já foi estudada e sua idade medida era superior à idade do Universo.

Para tentar resolver o impasse, astrônomos da NASA e da Universidade Estadual da Pensilvânia, utilizando o telescópio espacial Hubble, estudaram e aprimoraram a medição de distância da estrela Matusalém e a determinaram com mais acurácia: 190,1 anos-luz. Com isto estimaram o valor da idade da estrela entre 13,7 e 15,3 bilhões de anos, mais compatível com a idade aceita atualmente para a origem do Universo: 13,8 bilhões de anos, calculado através dos dados do Observatório espacial Wilkinson de Anisotropia de Micro-ondas, ou WMAP. Apenas como curiosidade, a idade calculada anteriormente para a estrela e causadora de toda a celeuma era de 16,1 bilhões de anos.

A estrela HD 140283 encontra-se na constelação da Libra (ou Balança). É uma subgigante vermelha com magnitude de 7,223 e extremamente pobre em metais (formada quase totalmente de Hidrogênio e Hélio). Comparando, esta estrela possui menos de 1% da metalicidade do Sol e, apesar de muito baixa, leva à conclusão de que é uma estrela de segunda geração, ou seja, foi contaminada pela explosão de supernovas primordiais, aquelas estrelas de massas gigantescas que nasceram e explodiram tão logo o Universo se formou.

Não sei quem nasceu primeiro. Na minha opinião foi o ovo, mas, quanto à estrela tenho certeza; ela nasceu depois da origem do Universo mesmo que antigos estudos digam o contrário.

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Perfuração em Marte

 

Por Jorge Marcelino – Astrônomo da Fundação Planetário do Rio de Janeiro

 

Com a intenção de tentar comprovar a antiga presença de água em Marte, o veículo de exploração automático Curiosity fez uma pequena perfuração de 6cm de diâmetro em uma rocha da superfície do planeta. Após a perfuração, um braço mecânico recolheu uma amostra da poeira resultante, que será peneirada e divida, para ser processada pelo Instrumento de Análise Química e Minerológica (CheMin) e pelo Instrumento de Análise de Amostra em Marte (SAM). Esta foi a primeira vez que um veículo de exploração automático conseguiu fazer uma perfuração e obter amostras do interior de uma rocha.

O Curiosity faz parte da missão da NASA (Agência Espacial Norte-Americana) denominada Laboratório Científico Marciano (MSL). A missão tem por objetivo principal obter informações sobre o passado e o presente da atmosfera do planeta Marte e as suas transformações.   Apesar de não possuir instrumentos que possam comprovar a existência de vida no planeta, os experimentos foram projetados para procurar a evidência de água no estado líquido, uma das três condições consideradas cruciais para a existência de regiões potencialmente habitáveis.