O Planetário pausará as suas atividades no dia 16 de Dezembro para manutenção de equipamentos e retornará a partir do dia 03 de Janeiro de 2023.
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No início deste mês o colega Paulo Cesar falou de um cometa (https://planeta.rio/cometa-c-2020-f8-swan-de-passagem/) que pode ser visto a olho nu. Hoje estou aqui para falar de outro cometa, mas este só visível com o auxílio de um equipamento (binóculo ou telescópio), pelo menos por enquanto.
O cometa C/2019 U6 Lemmon foi descoberto em 31 de outubro de 2019, primeiramente definido com características de um asteroide. Observações posteriores identificaram a presença de uma coma e de uma pequena cauda, marcas de um cometa, sendo, assim, classificado como tal.
Como eu disse anteriormente, sua observação a olho nu não é possível no momento. Sua magnitude aparente (é assim que os astrônomos classificam o brilho dos astros levando em consideração a sua distância) está muito alta. Essa forma de medir o brilho segue a seguinte regra: quanto maior o número, menor o brilho. Nossos olhos conseguem ver, à vista desarmada, até a magnitude 6. Mais do que isso só com o auxílio de equipamentos (binóculo ou telescópio). O cometa C/2019 U6 Lemmon está um pouco acima deste limite.
Mas o que me motivou a escrever sobre este cometa foi que dias atrás recebi uma foto deste astro do colega Fernando Vieira, astrônomo do Planetário por cerca de 40 anos. E é bom saber que, mesmo nestes momentos difíceis em que estamos vivendo, a Astronomia nos revela belezas do Universo e que podemos compartilhá-las com o leitor. Nós estamos atentos a isto e compartilhando essas maravilhas.
Cometa C/2019 U Lemmon (a mancha esverdeada), fotografado por Fernando Vieira.
Para quem gosta de fotografar o céu, seguem os dados da foto acima: telescópio com objetiva 120/850mm, câmera Canon T3, 400 ISO, 29 exposições de 13s, totalizando 6min e 17s, 20 darks. Foto feita no dia 25/5/2020 às 19h5min (tempo do meio da exposição).
Na foto o cometa está próximo da estrela Sirius, a mais brilhante do céu noturno, na constelação do Cão Maior. Com essa referência é fácil de achá-lo.
A figura abaixo mostra o caminho do C/2019 U6 Lemmon por entre as constelações e as estrelas nos próximos meses, até o dia 9/7/2020.
A carta celeste abaixo mostra o céu às 18h30min do dia 5/6/2020. O cão maior está próximo ao horizonte e, como o cometa se desloca em direção à constelação da Hidra, ele ficará mais alto no céu no início da noite.
A máxima aproximação do C/2019 U6 Lemmon com a Terra será de aproximadamente 124 milhões de quilômetros, calculada para os últimos dias de junho. Para comparação, o Sol está a 150 milhões de quilômetros de nós. Não será muito próximo e seu brilho estará no limite visual do olho humano. Mas, como os cometas são imprevisíveis, quem sabe dará para vê-lo a olho nu? Pela janela! Vamos torcer!
Urano, o primeiro planeta do Sistema Solar identificado após a invenção do Telescópio.
Eu vou te contar porque não disse que Urano foi descoberto depois da invenção do telescópio, mas identificado…
O crédito da descoberta do planeta Urano é dado a William Herschel, um astrônomo nascido na Alemanha e naturalizado britânico, que viveu entre os séculos XVIII e XIX, mas existem ao menos três fortes indícios de observações de Urano feitas bem antes de Herschel.
A primeira observação de Urano parece ter sido feita na Grécia antiga, pelo astrônomo Hipparcus, que pode ter observado o planeta no ano 128 a.C. e o registrou como uma estrela em seu catálogo. O catálogo de estrelas de Hipparcus foi utilizado por Ptolomeu no livro Almagesto, onde ele explica seu modelo geocêntrico de Universo, no qual a Terra está numa posição central e os planetas giram ao redor dela. Note que Hipparcus não tinha telescópio, que só aparece no século XVII. Urano tem um brilho que está no limite do alcance do olho humano, então, um bom olho, num excelente céu pode identificá-lo sem nenhum equipamento
Após Hipparcus, o planeta foi observado em 1690 por outro Astrônomo, cerca de 80 anos depois da invenção do telescópio. Esse astrônomo foi John Flamsteed, que o identificou como uma estrela na constelação do Touro.
E mais tarde, a partir de 1750, o astrônomo Pierre Charles Le Monnier, também observou Urano e o identificou como estrela. O caso de Le Monnier é interessante porque ele foi um astrônomo bastante produtivo, e foi muito importante em defender na França o método inglês, de John Flamsteed (aquele que também observou Urano e pensou que era estrela), de determinar a ascensão reta de um astro. Mas há relatos sobre um modus operandi de Le Monnier que pode tê-lo atrapalhado de ter, de fato, descoberto um novo planeta e daqui a pouco falamos sobre isso. Sabemos que Le Monnier observou Urano em um dos pontos estacionários da órbita, o que certamente também o atrapalhou de observar um movimento do Planeta
Chegamos finalmente a William Herschel. Na noite de 13 de março de 1781, Herschel observou Urano usando um de seus telescópio no jardim de sua casa na cidade de Bath, Inglaterra. A casa de Herschell hoje é o Herschel Museum of Astronomy, ou Museu Herschel de Astronomia. Mas, assim como seus antecessores, Herschel também não o identificou como planeta e, inicialmente, achou que se tratasse de um cometa ou um objeto nebuloso
Objeto nebuloso era como os astrônomos chamavam nebulosas, galáxias e aglomerados estelares antes de nós sabermos o que são nebulosas, galáxias e aglomerados estelares, porque esses objetos aparecem como manchinhas no céu, ou, literalmente, como objetos nebulosos
Quatro dias depois, em 17 de Março daquele ano, Herschel notou um deslocamento no objeto e concluiu que se tratava de um cometa, porque cometas, assim como os planetas, se deslocam de forma perceptível no céu, enquanto os objetos nebulosos são considerados fixos, assim como as estrelas.
Quando Herschel anunciou sua descoberta à Royal Society, uma das maiores sociedades científicas da História, ele explicou ainda mais porque se tratava de um cometa e curiosamente ele utilizou a observação de planetas como exemplo. Ele disse que quando aumentava o aumento de seu telescópio, o tamanho do objeto também aumentava, assim como acontece com os planetas, e não acontece com as estrelas que sempre aparecem como pontos, não importa o aumento que você use no seu telescópio. Isso acontece porque as estrelas estão numa escala de distância muito maior que a dos objetos do Sistema Solar
Então, o novo “cometa” descoberto passou a ser observado por outros astrônomos e aí coisas estranhas começaram a aparecer. O astrônomo real Nevil Maskelyne, que alguns anos antes esteve envolvido com uma experiência para medir a massa da Terra, disse num comunicado:
“Não sei como chamá-lo. É tão provável que seja um planeta normal se movendo numa órbita quase circular ao redor do Sol como um cometa se movendo numa elipse extremamente excêntrica. Ainda não vi nenhuma coma ou cauda nele.
Cauda e coma são estruturas que os cometas exibem quando se aproximam do Sol. Ainda assim, Herschel continuava convencido de que seu objeto se tratava de um cometa.
O astrônomo Filandês Anders Johan Lexell, trabalhando na Rússia, foi o primeiro a descrever a órbita do novo objeto, que era mesmo quase circular, o que é característica de planetas e não de cometas, que possuem órbitas mais excêntricas, ou mais alongadas, como Maskelyne tinha dito.
O astrônomo alemão Johann Elert Bode, que é muito conhecido pela lei de Titius-Bode, uma lei empírica que determina o raio médio das órbitas planetárias do Sistema Solar, disse que a descoberta de Herschel se trata de “um objeto semelhante a um planeta circulando além da órbita de Saturno”, surgindo aí a primeira referência à posição correta da órbita do astro.
Após essas observações, e certamente muitas outras que não foram registradas, o objeto foi reconhecido como planeta, e cada vez mais deixava de ser uma exclusividade de Herschel. Em 1783, dois anos depois de ter apontado seu telescópio para esse novo objeto no jardim de sua casa, Herschel disse à Royal Society:
“Pela observação dos mais proeminentes astrônomos na Europa parece que o novo objeto, o qual tive a honra de mostrar para eles em 1781, é um planeta do nosso Sistema Solar”.
Outro momento interessante com relação à descoberta de Urano foi seu nome, que só passou a ser aceito como conhecemos hoje quase 70 anos após as observações de Herschel. Maskelyne era um grande nacionalista, gostava de valorizar as coisas inglesas, algo que se vê com muita ênfase em seu envolvimento com o experimento para medir a massa da Terra, disse à Herschel:
“Faça ao mundo astronômico o favor de dar um nome ao seu planeta, que é totalmente seu, e do qual somos muito gratos à você pela descoberta.”
Em resposta à Mskelyne, Herschel nomeou “seu” planeta de Georgium Sidus, Latim para ‘estrela de George’ ou ‘planeta de George’, homenageando o rei George III. Ele explicou a escolha do nome da seguinte maneira:
“Nas fabulosas eras dos tempos antigos, os nomes de Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno foram dadas aos planetas, por serem os nomes de seus principais heróis e divindades. Na mais filosófica era atual, dificilmente seria permitido recorrer ao mesmo método e usar Juno, Pallas, Apollo ou Minerva, como um nome para o nosso novo corpo celeste. A primeira consideração de qualquer evento em particular, ou incidente notável, parece ser sua cronologia: se em alguma época futura for perguntado, quando este último planeta encontrado foi descoberto? Seria uma resposta muito satisfatória dizer: ‘No reinado do rei George, o terceiro’.
Evidentemente esse nome não fez o menor sucesso fora da Grã-Bretanha e houve outras propostas. Até chamar o planeta de Herschel foi proposto, por um astrônomo Francês, mas o nome que se estabeleceu na História foi proposto por Johann Elert Bode, aquele mesmo que também estudou a órbita do planeta e conhecido pela lei de Titius-Bode.
Bode (se pronuncia “bôda”) propôs em 1782 Uranus, do Latim, o que traduzimos em português como Urano, deus grego que personifica o céu. Justificou sua sugestão dizendo que Urano era pai de Saturno, que por sua vez era pai de Júpiter. Então teríamos na sequência Júpiter, Saturno e Urano, uma sequência de pais e filhos.
Em 1789, o químico alemão Martin Heinrich Klaproth, colega de Bode na Academia Real de Ciência da Suécia, descobriu um novo elemento químico e o batizou de Urânio (92U), para dar suporte ao nome do novo planeta proposto por Bode
Urano passou a ser cada vez mais utilizado ao redor do mundo até que se tornou de fato oficial em 1850 quando a publicação inglesa Almanaque Náutico de sua Majestade ou Her Majesty’s Nautical Almanac Office (HMNAO) parou de usar Georgium Sidus e passou a usar Urano como nome do novo planeta.
Então, deixo aqui algumas reflexões filosóficas e históricas para você.
Em primeiro lugar note que, mesmo sendo visível sem telescópio e observado desde antes de Cristo, Urano passou despercebido como planeta por séculos de astronomia. Os astrônomos, antes do telescópio, só diferenciavam planeta de estrela por seu movimento, e aparentemente, ninguém percebeu o movimento de Urano. Algo que estava tão ao alcance de vários astrônomos por séculos, acabou escapando.
Outra questão é sobre Pierre Charles Le Monnier que, em meados do século XVIII, já tinha bons telescópios, era um astrônomo talentoso, observou Urano, e apesar de ter observado num momento em que o planeta estava com pouco deslocamento, provavelmente, ele deixou de entrar para a história como o descobridor por causa de um modus operandi em sua forma de trabalhar. Há relatos de que Le Monnier era um cara fácil de se irritar e meio bagunçado com suas anotações. A condição observacional de Urano e a bagunça de suas anotações podem tê-lo impedido de descobrir um planeta. Isso pode servir de estímulo para você arrumar a sua mesa!
E para terminarmos, note que a descoberta de Urano foi um processo que começou com a observação de William Herschel, levando em conta que as observações anteriores não tiveram desdobramentos que aproximassem o objeto de ser reconhecido como planeta. Não foi o trabalho de uma única pessoa, houve trabalho de muita gente, até que tivéssemos finalmente a descoberta de que havia mais um planeta no Sistema Solar. E esse processo envolveu não só questões científicas, como a determinação da órbita do objeto, como também muita questão política que fez com que demorasse 70 anos para que um nome fosse finalmente estabelecido
Isso é muito característico da ciência moderna, e quando eu falo ciência moderna me refiro do século XVIII para cá, pelo menos. Para fazermos real justiça histórica, e entendermos o que de fato aconteceu, é preciso compreender que modernamente, normalmente, não há heróis solitários mas trabalho em grupo.
Olá, estamos de volta com mais dicas e curiosidades sobre a observação do céu. Dessa vez vamos conversar sobre um cometa descoberto agora em março, o C/2020 F8 SWAN. Já tem muita gente querendo saber se dá para observá-lo. Vamos então saber um pouco mais sobre esse cometa.
O cometa foi descoberto em 25 de março de 2020 pelo astrônomo amador Michael Mattiago, ao analisar imagens públicas obtidas pela sonda SOHO que está em órbita ao redor do Sol.
SOHO (Solar and Heliospheric Observatory/Observatório Solar e Heliosférico), para quem não conhece, é uma sonda espacial fruto da colaboração entre a Agência Espacial Europeia e a NASA. Ela tem o objetivo de investigar a coroa solar (atmosfera exterior do Sol) e a origem do vento solar (fluxo de partículas carregadas eletricamente ejetadas do Sol).
Sonda SOHO
Como a sonda possui uma câmera com campo de visão amplo, é possível observar também a passagem de cometas próximos ao Sol. E esses registros não são raros! Até mesmo violentas colisões de cometas com o Sol podem ser observadas.
Mas vamos voltar ao cometa da vez. A bela fotografia abaixo foi obtida na Namíbia em meados de abril. Note o coma brilhante, de cor esverdeada e a longa cauda azulada. A cauda (composta de poeira e de gás ionizado pela luz ultravioleta do Sol), é empurrada pelo vento solar, que são partículas ejetadas da nossa estrela. O efeito combinado do vento solar com os jatos de gás que saem do núcleo do cometa forma a estrutura complexa da cauda. A cor azul está associada à recombinação de moléculas de monóxido de carbono. Já a cor verde do coma, ao redor da cabeça do cometa, é criada em geral por moléculas de carbono. A cauda pode ter milhões ou até mesmo centenas de milhões de quilômetros e, junto com o coma, refletem a luz solar, fazendo com que um cometa se torne um astro bem maior e brilhante, facilitando a observação por telescópios ou câmeras fotográficas. Eventualmente, como no caso do C/2020 F8 SWAN, se torna visível a olho nu.
Cometa C/2020 F8 SWAN
É comum os cometas apresentarem esse padrão de cores. O cometa Lovejoy, descoberto em 2014, tinha cores similares, embora uma cauda bem mais complexa, modulada pelo vento e pelo campo magnético solar. Os entusiastas da astrofotografia devem se lembrar muito bem.
Cometa Lovejoy
Você pode tentar observar o cometa C/2020 F8 SWAN nas próximas madrugadas, momentos antes do nascer do Sol. Para isso, deve buscar um local com o horizonte leste sem obstáculos, uma vez que o cometa estará baixo. Além disso, os cometas costumam ser pouco luminosos, então procure lugares bem escuros. Vamos ver como encontrar esse cometa?
A carta celeste abaixo é válida para o dia 5 de maio de 2020 às 5 horas. Ela servirá para os próximos dias também. Vemos que o cometa está na constelação da Baleia, entre as constelações de Aquário e Pégaso. Ele será uma manchinha no céu, e uma boa maneira de achá-lo é fazer uma linha até o chão passando pelos planetas Júpiter, Saturno e Marte. O cometa estará à direita, a cerca de um palmo aberto da linha do horizonte. Se você tiver um binóculo, pode ajudar.
Carta celeste para a região do cometa C/2020 F8 SWAN
É uma boa oportunidade para acompanhar este viajante espacial que no dia 12 de maio atingirá sua maior proximidade da Terra: cerca de 85 milhões de quilômetros. Para você ter uma ideia, a distância média Terra-Sol é de 150 milhões de quilômetros. Ou seja, o cometa estará dentro da órbita do nosso planeta.
Mas atenção, a janela de observação é bem curta. A partir do dia 9 o cometa estará bem mais próximo do horizonte, e ficará mais difícil observá-lo.
Esse vídeo fala sobre como podemos, nesse momento que precisamos estar em casa e sem muitos recursos, aprender a fazer um foguetinho de material reciclado para brincar. Aproveitem para passar o tempo usando sua criatividade! (Com Simone Cavaliere)
Dando continuidade à série de
artigo sobre matéria escura, neste segundo, falarei sobre sua composição e a
importância na formação de estruturas.
A primeira pergunta que podemos fazer é: A matéria escura existe? E uma vez que exista, do que é composta?
O modelo MOND (discutiremos em um post posterior) prevê uma modificação das leis da mecânica newtoniana para objetos em grande escala e a grandes distâncias.
O problema é que isso viola os princípios de Homogeneidade e de Isotropia do Universo, que dizem: se o Universo for visto em uma grande escala, as propriedades do Universo são as mesmas para todos os observadores. Isto se chama princípio cosmológico. Simplificando ainda mais, podemos dizer que a parte observável é representativa do todo e as leis que valem aqui, valem para todo o Universo.
Assim, mantendo o princípio cosmológico, precisamos encontrar algum “material”, “entidade” ou “ser”, como queiram chamar, para explicar a existência de uma gravidade superior àquela encontrada apenas observando a matéria bariônica (que simplificaremos com sendo aquela que absorve e emite algum tipo de radiação).
Existem dois tipos, a chamada matéria escura quente e a matéria
escura fria.
A matéria escura quente é aquela composta por partículas, como os neutrinos, que viajam à velocidade ultrarrelativística, ou seja, próxima à velocidade da luz e possuem uma massa pequena. Existem equipamentos, como o Observatório de Neutrinos Super-Kamiokande, em Gifu, no Japão, que procuram estas partículas.
Figura 1 – Interior do Observatório de Neutrinos Super-Kamiokande, em Gifu, Japão. Um tanque de água pura, localizado a uma profundidade de 1km e repleta de sensores. Podemos ver alguns técnicos dentro de um bote fazendo a manutenção.
Já a matéria escura fria, mais massiva, possui uma velocidade relativamente menor em comparação à quente. Pode ser encontrada na forma de Objetos Massivos do Halo (MACHOs, em inglês), como os buracos negros; Associações Robustas de Objetos Bariônicos Massivos (RAMBOs, em inglês), como aglomerados de anãs marrons; e/ou uma classe de partículas pesadas denominadas WIMPS, ou Partículas Massivas de Fraca Interação, (é, eu sei que os astrônomos adoram estes acrônimos!), além dos áxions, uma partícula elementar ainda hipotética.
Figura 2 – Simulações computacionais servem para comparar os modelos cosmológicos com os diferentes tipos de matéria escura. Temos, da esquerda para a direita, resultados de simulações com matéria escura quente, morna e fria, respectivamente.
A importância em sabermos qual o tipo de matéria escura existente está no fato em que esta fornece a explicação de como se deu a formação de estruturas do Universo.
Se a matéria escura for quente, sua interação e velocidade
impediriam a formação de estruturas em escalas menores que superaglomerados.
Posteriormente estes superaglomerados se fragmentariam em aglomerados e finalmente
em galáxias individuais.
O modelo mais aceito para a formação de estruturas de
galáxias é exatamente o contrário. Chamado de Modelo Hierárquico. Protogaláxias
em regiões centrais de halos de matéria escura fria colidem para formar
estruturas cada vez maiores. De protogaláxias para galáxias, depois formariam aglomerados
e superaglomerados.
Além da matéria escura quente e fria, alguns trabalhos recentes especulam a existência de um terceiro tipo, a matéria escura morna. Composta de partículas de massa intermediária, ainda não descobertas, parecem adequar-se a algumas estruturas observadas.
Diversos autores produzem modelos computacionais de formação
de estruturas em que porcentagens diferentes de matéria escura são adicionadas
para conseguir explicar o Universo observável.
Sei que acrescentei muito mais dúvidas que explicação, mas espero que tenham gostado desta discussão sobre a composição da matéria escura. Na próxima semana falaremos um pouco mais sobre esta “entidade”.
Nesse vídeo vamos conversar sobre uma escala de tamanho dos planetas do nosso Sistema Solar. Você sabe qual o tamanho da Lua em comparação com a Terra? Sabe quantas Terras caberiam dentro do Sol? Um dos pontos fundamentais da Astronomia é a noção de escala, que nos permite conhecer tamanhos, distâncias e volumes sem decorar números. Esperamos que depois desse vídeo os alunos tenham uma compreensão melhor das dimensões relativas entres os tamanhos planetas do Sistema Solar, a Lua e o Sol. Também e feita uma comparação entre o tamanho do Sol e algumas estrelas fáceis de se observar no céu noturno.
Assista às lives que oferecemos para tirar dúvidas online dos alunos da Rede Pública Municipal de Ensino da Cidade do Rio de Janeiro.
Nesta época do ano podemos ver, logo no início da noite, um aglomerado de estrelas conhecido como Plêiades. Este grupo de estrelas nasceu de uma mesma nuvem de gás e poeira, chamada nebulosa, aproximadamente há 100 milhões de anos. A olho nu, nas cidades, onde tem muita iluminação, vemos com certa dificuldade algumas poucas estrelas. Elas estão perto da estrela Aldebaran, o olho da constelação do Touro. Aldebaran é uma estrela avermelhada e a mais brilhante do Touro, facilmente observada.
Mas
voltando às Plêiades, sete estrelas se destacam. São elas: Merope,
Maia, Alcione, Asterope, Electra, Taigete e Celeno. Elas receberam o
nome das sete filhas de Atlas e Pleione, segundo a mitologia grega.
Com um binóculo, ou um pequeno telescópio, este grupo é muito
bonito de se ver.
Plêiades
Por: NASA, ESA, AURA/Caltech, Palomar ObservatoryThe science team consists of: D. Soderblom and E. Nelan (STScI), F. Benedict and B. Arthur (U. Texas), and B. Jones (Lick Obs.) – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/20/image/a/ (image link), Domínio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7805481
Mas o que Vênus tem a ver com elas? A princípio, nada, a não ser que ele está bem próximo das Plêiades. Vênus vai cada dia se aproximando deste grupo até, finalmente, ficar na frente dele, no dia 3 de abril de 2020, e depois vai se afastando. Como o planeta é muito brilhante, ele ofuscará o aglomerado. Como será no início da noite, vale a pena tentar observar essa aproximação. Mas, claro, tomando todas as medidas de segurança neste tempo de COVID-19. Portanto, não se exponha!
Com a carta celeste a seguir, para o dia 3/4/2020, na cidade do Rio de Janeiro, você poderá encontrar Vênus, Aldebaran (a estrela laranja grande à esquerda de Vênus, na cabeça do Touro, lembrando a letra V) e as Plêiades (o grupo azul junto com Vênus). Você terá que ter o horizonte voltado para lado do pôr do sol. O horário da carta é 22h UTC, que no horário de Brasília corresponde a 19h. Se você se encontra em outra cidade, vá no nosso sitee acesse a carta celeste para a sua localização.
As if this Hubble Space Telescope picture isn't cluttered enough with myriad galaxies, nearby asteroids photobomb the image, their trails sometimes mimicking background astronomical phenomena. The stunningly beautiful galaxy cluster Abell 370 contains an astounding assortment of several hundred galaxies tied together by the mutual pull of gravity. Located approximately 4 billion light-years away in the constellation Cetus, the Sea Monster, this immense cluster is a rich mix of a variety of galaxy shapes. Entangled among the galaxies are thin, white trails that look like curved or S-shaped streaks. These are trails from asteroids that reside, on average, only about 260 million kilometres from Earth — right around the corner in astronomical terms. The trails appear in multiple Hubble exposures that have been combined into one image. Of the 22 total asteroid sightings for this field, five are unique objects. These asteroids are so faint that they were not previously identified. The asteroid trails look curved due to an observational effect called parallax. As Hubble orbits around Earth, an asteroid will appear to move along an arc with respect to the vastly more distant background stars and galaxies. The motion of Earth around the Sun, and the motion of the asteroids along their orbits, are other contributing factors to the apparent skewing of asteroid paths. All the asteroids were found manually, the majority by "blinking" consecutive exposures to capture apparent asteroid motion. Astronomers found a unique asteroid for every 10 to 20 hours of exposure time. These asteroid trails should not be confused with the mysterious-looking arcs of blue light that are actually distorted images of distant galaxies behind the cluster. Many of these far-flung galaxies are too faint for Hubble to see directly. Instead, in a dramatic example of "gravitational lensing," the cluster functions as a natural telescope, warping space and affecting light traveling through the cluster towa
Hoje, dia 26 de março de 2020, diversas cidades e estados estão em quarentena devido ao surto do COVID-19. Um vírus que teve origem na China, mas se espalhou por todo o globo terrestre (sim, a Terra é redonda!). Escolas, centros comerciais e equipamentos culturais (como museus, teatros, cinemas, etc.) fecharam temporariamente suas portas para tentar minimizar a propagação do vírus.
A Fundação Planetário da Cidade do Rio de Janeiro está fazendo a sua parte!! Estamos fechados para a visitação presencial, mas toda a equipe continua trabalhando, principalmente em regime conhecido como home office, ou seja, em casa, para a segurança de nossos funcionários e mantendo a excelência de nossos serviços.
Com este intuito, a fim de manter a divulgação da Astronomia e do conhecimento científico de uma forma geral, farei uma série de pequenos artigos sobre o tema: “A Matéria Escura”. Este assunto gera enorme interesse em todas pessoas que gostam desta ciência. Assim, dividirei em pequenos tópicos que apresentarei semanalmente, para que nossos leitores possam ler, aprender um pouco mais e interagir através de perguntas enviadas para as nossas mídias sociais (Facebook, Twitter, Instagram, etc.)
Introdução
Para falar de matéria escura, primeiramente
pedirei para o leitor fazer um pequeno exercício de imaginação.
Vocês gostam de filmes de terror? Lembram-se daqueles em que portas abrem e fecham sozinhas? Correntes são arrastadas e passos são ouvidos no sótão e no porão? Já adivinharam sobre o que estou falando? Claro que estou descrevendo efeitos observados de um personagem comum da imaginação popular: o fantasma! A menos que carregue um lençol branco, só poderemos constatar a presença desta entidade quando os efeitos acima descritos são percebidos.
Não querendo ofender nenhuma crença ou
religião, para a Ciência, isto é apenas fruto de nossa imaginação e pode ser
explicado de diversas formas, mas esta não é a intenção deste artigo.
Agora imagine uma “entidade” cuja presença é
detectada pela forma como esta interage gravitacionalmente com os corpos em seu
entorno, influenciando a movimentação e a forma da curva de rotação de
galáxias, a velocidade de estrelas dentro de aglomerados estelares, a colisão
de galáxias e até possibilitando observar objetos tão distantes que nem os
melhores telescópios atuais possuem resolução espacial suficiente para
enxergar!
Para esta “entidade” damos o nome de matéria
escura!! Uma matéria que não pode ser verificada por nenhum detector de emissão
eletromagnética, em nenhum comprimento de onda, nem no raio gama, no
ultravioleta, no visível, no infravermelho, no micro-ondas, no raio X, etc.,
mas seus efeitos gravitacionais em materiais visíveis, chamados de matéria
bariônica, são observados de maneira direta e contundente.
A matéria bariônica, para simplificar a compreensão do leitor, é aquela que podemos observar através de algum tipo de interação eletromagnética, que emite “luz” em algum tipo de comprimento de onda listado acima. Apesar de ser a matéria que observamos diariamente e através dela termos a noção da pequenez de nossa existência, observando as estrelas, os planetas e as galáxias, a matéria bariônica é apenas 5% da densidade de energia do Universo. O restante, aproximadamente 22%, é de matéria escura e 73% está na forma de energia escura (falaremos sobre isso em outros artigos).
Os primeiros observadores da matéria escura
Para iniciar esta série de textos, falarei
sobre as observações e os trabalhos que foram feitos para a descoberta e a
comprovação da matéria escura.
Fritz Zwick e o aglomerado de Coma
O primeiro cientista a propor a existência da
matéria escura foi Fritz Zwick, um astrônomo suíço que, usando um teorema
físico chamado Virial, observou o movimento das galáxias no aglomerado de Coma,
em 1933. Zwick observou uma anomalia ao estimar a massa gravitacional do
aglomerado, utilizando a velocidade rotacional das galáxias, em comparação à
massa obtida através da observação direta da luminosidade emitida pelas
estrelas, nebulosas e o envoltório de gás.
Figura 1 – Fritz Zwick – primeiro astrônomo a observar a existência da matéria escura, além de ter cunhado este verbete em 1933.
Zwick estimou que existiria uma quantidade
400 vezes maior de massa que não emitia radiação eletromagnética, matéria
escura, em relação à matéria bariônica. Hoje sabemos que 90% da massa do
aglomerado é composta de matéria escura.
Vera Rubin e as curvas de rotação das galáxias
Figura 2 – Vera Rubin liderou diversos grupos de pesquisa sobre a curva de rotação das galáxias, levando ao reconhecimento da existência da matéria escura.
“Como é possível você viver no planeta Terra
e não querer estudar o Universo”. Esta frase icônica da astrônoma
norte-americana Vera Rubin exprime muito desta mulher pioneira em uma área
dominada por homens nos anos de 1970.
No final dos anos de 1960 e início dos anos
de 1970, Vera Rubin estudou a velocidade de rotação de galáxias próximas, de
uma forma bem precisa e sistemática. Ao publicar seu trabalho, mostrou que
existia uma discrepância entre o valor calculado, através da Lei de Kepler, e o
valor observado. Ela encontrou uma constância na velocidade de rotação para as
regiões mais afastadas do centro das galáxias.
Figura 3 – Curva de rotação da Via Láctea. Podemos ver neste gráfico duas linhas, uma calculada sem a matéria escura (linha que desce continuamente com a distância) em que o Sol, devido à distância, deveria girar ao redor do centro galáctico com uma velocidade de 160km/s, e a curva observada, em que temos a velocidade real de rotação de 220km/s. A explicação mais aceita é a presença de matéria escura.
Para tentarmos explicar esta constância,
podemos tentar contornar utilizando uma teoria alternativa, chamada MOND ou
Dinâmica Newtoniana Modificada, que não tem muita aceitação no meio acadêmico.
Poderemos falar sobre ela em um outro momento, ou propor a existência da
matéria escura. Esta última é muito mais aceita, não apenas pela simplicidade, mas
também por ter mais evidências de sua existência.
O aglomerado da bala
Figura 4 – O aglomerado da bala, uma colisão de dois aglomerados de galáxias que mostra a separação entre o componente de gás (rosa) e a distribuição de galáxias e de matéria escura (azul).
Este objeto é o resultado de uma colisão de
dois aglomerados de galáxias e nos mostra de forma clara como a matéria escura influencia
no resultado de um encontro entre cada um dos componentes destes aglomerados.
A imagem mostra uma composição feita com observações
do telescópio espacial em raio X, o Chandra, e do telescópio espacial, no
comprimento de onda visível, o Hubble.
A observação em raio X nos mostra os
componentes de gás intergaláctico que colidiram, aquecendo-se, e estão
representados na imagem pela cor rosa. Observe que o gás está na região mais
central, pois, por ser mais disperso e interagir de forma mais eficiente,
“ficou para trás”.
A região azulada representa a distribuição de
matéria escura na qual as galáxias estão imersas. Como as galáxias não se
colidem individualmente, porque suas dimensões são bem menores em relação à
separação entre elas, atravessaram a área central da colisão, acompanhando a
matéria escura e separando-se do envoltório intergaláctico de gás.
Lentes gravitacionais
A distorção do espaço-tempo permite que
façamos inúmeros trabalhos. Um deles é observar objetos que estão atrás de
outros mais próximos (um exemplo foi a observação de uma estrela que se
encontrava angularmente atrás do Sol durante o eclipse de 1919 em Sobral, no
Ceará, e na Ilha do Príncipe, na costa da África, servindo para comprovar a
Teoria da Relatividade Geral).
Figura 5 – Imagem da placa original do eclipse de Sobral que comprovou a Teoria da Relatividade Geral.Figura 6 – Esquema da curvatura do espaço-tempo que explica a sua distorção.
Uma outra utilização é determinar a massa que
está causando esta deformação, uma vez que algumas destas são provocadas por
matéria que não emite nenhum tipo de radiação, ou seja, pela matéria escura, que
pode estar em uma galáxia supermassiva ou em um aglomerado de galáxia.
Veja abaixo a imagem de lentes gravitacionais
e a explicação gráfica do caminho percorrido pela luz. Existem diversos objetos
que comprovam, tanto a existência das lentes gravitacionais, quanto da matéria
escura que as provocam.
Figura 7 – Nesta imagem observamos como são formados a estrutura conhecida como Cruz de Einstein (a) e os Arcos galácticos (b). No lado esquerdo encontram-se as imagens reais, e no centro e na direita, como são formadas.
Estamos terminando este primeiro texto sobre
a matéria escura. Colocarei semanalmente esta série de textos tentando
elucidar, e até mesmo criar mais dúvidas, para os nossos leitores.
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Teremos novidades todos os dias.
No dia 24, terça-feira, o planeta Vênus estava em sua elongação máxima. O que isso significa? Como Vênus está em uma órbita interior à órbita terrestre ele sempre está muito próximo ao Sol: ou à tarde ou pela manhã. Dia 28 Vênus fica bem do lado do crescente lunar. É fácil identificar Vênus no céu: é o astro mais brilhante do céu depois do Sol e da Lua.
O planeta é acompanhado pela humanidade desde que alguém começou a notar a diferença do movimento de cinco dos astros mais brilhantes do céu. As estrelas pareciam estar fixas, umas em relação às outras, permitindo formar desenhos imaginários: as constelações. Já os planetas se moviam de forma complicada através da faixa do zodíaco. Pela proximidade de Vênus com o Sol muitos povos pensaram ser dois planetas diferentes: um vespertino e outro matutino. Os gregos chamavam de Fosforus e Hesperus; os romanos de Lúcifer e Vésper; já os egípcios chamavam de Tioumoutiri e Ouaiti . Os maias acompanharam e registraram os movimentos venusianos e os usaram em seus calendários.
Com a invenção do telescópio, Vênus se mostrou ainda mais misterioso. Galileu identificou suas fases em 1610. Em 1761, durante um trânsito (quando o planeta cruza o disco solar visto da Terra), Mikhail Lomonosov descobriu evidências da existência de atmosfera.
Mais de 40 sondas foram enviadas a este planeta desde a década de 1960. Algumas sobrevoaram, outras colidiram, outras lançaram sondas atmosféricas e poucas pousaram em sua superfície. Algumas falharam, mas as que nos enviaram dados nos ajudaram muito a compreender mais sobre este misterioso vizinho. A sonda Magellan, por exemplo, mapeou a sua superfície usando radar pois as nuvens de Vênus encobrem tudo.
Vênus tem quase a mesma massa e o mesmo tamanho da Terra, o que faz com que sua gravidade seja praticamente a igual a nosso planeta. Por outro lado, a pressão da atmosfera marciana é enorme, capaz de nos esmagar se estivéssemos em sua superfície. Isso acontece devido à composição química da atmosfera venusiana. O principal componente é o dióxido de carbono (CO2); quase 97% da atmosfera. Isto torna a atmosfera mais densa e mais opaca à radiação infravermelha. A luz solar penetra nas camadas gasosas, aquece a superfície, se torna infravermelha (forma de propagar calor por radiação) e esta radiação fica presa no planeta através do que se usou chamar de efeito estufa. Em decorrência disso, Vênus é o planeta mais quente do Sistema Solar, mesmo estando mais longe do Sol que Mercúrio (que não tem atmosfera).
Mas a atmosfera venusiana não é só densa e quente. Ela gira muito mais rápido que o planeta em seu movimento de rotação. Vênus, este estranho, gira ao contrário dos demais planetas e faz isso muito lentamente: mais de 200 dias terrestre pra dar uma volta. Mas a atmosfera gira no sentido oposto, em torno de quatro dias terrestres. Isto gera ventos que podem atingir 300km/h ou mais, compatíveis com os furacões da Terra. Este fenômeno, chamado de super-rotação, tem intrigado pesquisadores que hoje geram modelos de computador para simular o que está acontecendo no planeta. Este modelos levam em consideração não só a densidade e a temperatura dos gases, mas sua viscosidade e o transporte de calor nas diversas latitudes venusianas.
E vamos terminar, também, a coleção das constelações zodiacais.
Este grupo apresenta a única constelação zodiacal que não é um animal: a Balança. Ela não tem muitas estrelas brilhantes e quatro delas têm nomes bem estranhos!
Zubenelgenubi, Zubenelschamali, Zubenelhakrabi e Zubenelhakribi são os nomes delas. Elas fazem referência às garras do Escorpião que está ali perto. Bem antigamente essa constelação fazia parte do Escorpião, e por isso os nomes das estrelas.
Um Feliz Natal e um Novo Ano repleto de brincadeiras! Esperamos vocês aqui no Planetário nas férias!
