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Coluna do Astrônomo

Aposentadoria do Telescópio Espacial Kepler

Esta semana marcou o fim de uma das missões mais bem sucedidas da NASA. Após quase 10 anos de operação, o combustível do Telescópio Espacial Kepler chegou ao fim. Os 692 milhões de dólares investidos na construção e lançamento do telescópio viabilizaram a descoberta de 2.681 planetas extrassolares e outros 2.899 candidatos. 

Construção do Telescópio Kepler. Crédito: NASA/Troy Cryder

Antes do telescópio Kepler, simplesmente não sabíamos se os planetas eram comuns ou raros em nossa Galáxia. Nesse sentido, os resultados obtidos pelo telescópio Kepler são impressionantes, pois permitem estimar que, em nossa Galáxia, os planetas são mais comuns do que as estrelas. São bilhões de planetas rochosos como a Terra, e que estão orbitando suas estrelas na chamada zona de habitabilidade (onde água poderia existir na forma líquida).

Ilustração do Telescópio Espacial Kepler em órbita. Crédito: NASA.

Graças ao Kepler, temos uma visão muito mais completa sobre a estatística de planetas em nossa Galáxia e, por que não, bem mais otimista sobre a possibilidade de existência de vida extraterrestre. Valeu Kepler!

 

 

 
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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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Arrumar ou jogar fora?

O que geralmente acontece quando um aparelho eletrônico para de funcionar? Temos duas soluções possíveis. A primeira seria, de um grande amigo que não poderei revelar o nome, “Jogue isto fora e compre outro igual ou melhor!”. Nem sempre é possível mas, continuemos. Uma segunda hipótese é arrumar e aí dependerá de vários fatores. Mas, e se o objeto em questão for um telescópio espacial de alguns milhões de dólares?

O telescópio espacial em questão é o Kepler, um instrumento poderoso que conseguiu observar quase mil planetas extrassolares de forma conclusiva e que ainda teria muito a nos oferecer. Porém, dois dos quatro giroscópios que servem para estabilizar o telescópio pararam de funcionar, ocasionando uma perda de orientação, inicialmente inutilizando o instrumento.

Os cientistas responsáveis pela missão estavam com um grande problema: o telescópio espacial parou porque precisava de, no mínimo, três giroscópios para se estabilizar e só possuía dois funcionando. E, buscando soluções para este problema, como se diz no popular, veio uma luz a eles, ou ao telescópio, basicamente.

Dois dos giroscópios foram acionados e o terceiro eixo foi orientado utilizando-se a pressão de radiação solar. Com esta solução está sendo possível orientar o instrumento e observar os campos alvos (ver figura 1) ao longo do plano da eclíptica.

Como o vento solar é orientado radialmente para fora, os campos alvos serão mudados a cada 75 dias aproximadamente, devido ao movimento ao redor do Sol. Com isto, novos aglomerados estelares, estrelas jovens e antigas, galáxias ativas e supernovas poderão ser estudadas e novos planetas, com períodos de rotação curtos poderão ser descobertos.

Agora, da próxima vez que um aparelho, eletrônico ou não, parar de funcionar, tente pensar em alguma coisa útil que possa ser feito com ele e não o descarte simplesmente. Isto vale para o meu amigo também….

Campos alvos do telescópio Kepler (NASA)

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Coluna do Astrônomo

Planeta sem futuro

 

Para quem não está acostumado com a nomenclatura em Astronomia, Kepler 78b pode parecer um nome estranho para um planeta. Foi descoberto pelo satélite astronômico Kepler, razão do nome do planeta. Entretanto, algumas de suas características são bem mais estranhas, tornando-o um alvo atraente de estudo.

 

Kepler 78b está localizado na constelação do Cisne e dista 400 anos-luz. Seu tamanho, apenas um pouco maior que o da Terra, faz com que seja o planeta extrassolar, descoberto de forma direta (por reflexão da luz da estrela central), mais parecido com o nosso planeta.

 

Sua órbita é bem mais extraordinária: ele está 40 vezes mais próximo da estrela central do que Mercúrio está do Sol, por exemplo. Note-se que Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol. O raio orbital de Kepler 78b é apenas três vezes o raio da estrela central. Estando tão próximo da fonte de calor, a temperatura pode passar dos 3000°C, tornando-o inabitável (até a rocha fica líquida nessa temperatura).

 

O curioso é que, segundo os modelos de formação de planetas, Kepler 78b não poderia ser formado numa órbita tão pequena. É atualmente um enigma para os especialistas, que acreditam que o planeta será dragado gravitacionalmente pela estrela central em até 3 bilhões de anos.

 

A pequena órbita de Kepler 78b produz outra curiosidade: o planeta dá uma volta ao redor da estrela central em apenas 8 horas e meia. Ou seja, em um dia na Terra, se passam dois “réveillons” no planeta. Motivos para comemorar, nesse caso, não existem, pois cada ano que passa, para o planeta, o aproxima da destruição inevitável.

 
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Novidades do Telescópio Espacial Kepler

 

Johannes Kepler foi matemático e astrônomo, e viveu em uma época em que o homem ainda tentava definir os movimentos celestes dos planetas ao redor do Sol. Kepler formulou três leis dos movimentos planetários, fundamentais para os cálculos de órbitas. Tomamos emprestado o seu nome para um dos melhores telescópios da era moderna. O Telescópio Espacial Kepler tem a missão de estudar estrelas próximas e com características semelhantes ao nosso Sol, em busca de planetas similares ao nosso. No fundo, estamos procurando vida nestes novos mundos.

 

Os últimos resultados deste telescópio serão discutidos em uma reunião específica de planetas extrassolares com mais de 400 cientistas do mundo inteiro. Entre os temas discutidos estão os seguintes tópicos:

 

– a descoberta de 833 novos candidatos a planetas, aumentando este número em 29% desde janeiro, totalizando agora 3.538 candidatos;

– o aumento de 78% no número de planetas com tamanho similar à Terra;

– 10 destes candidatos estão na zona de habitabilidade (região onde a vida pode existir) e são menores que duas vezes o tamanho da Terra;

– quatro candidatos na zona de habitabilidade foram confirmados e pertencem a sistemas com apenas um planeta;

– a maioria das estrelas em nossa galáxia tem no mínimo um planeta ao seu redor;

– uma em cada cinco estrelas parecidas com o Sol tem um planeta com até duas vezes o tamanho da Terra e possui uma temperatura temperada.

 

Esta última questão é uma das mais excitantes para os cientistas. A grande quantidade de possíveis planetas que possam abrigar a vida nos enche de esperanças. Este é um grande passo para sabermos se estamos sós no Universo. Muito ainda temos que caminhar, mas estamos fazendo isso a passos largos.

 

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Um planeta igual, mas diferente

 

Durante a semana passada, eu ouvi no rádio um radialista falar da nova descoberta feita pelo telescópio espacial Kepler: um planeta fora do sistema solar parecido com a Terra. O comentarista aproveitou o mote para viajar na imaginação e pensar numa viagem de férias até um planeta como este. Felizmente, ele fez bem o dever de casa e leu o resto da notícia. O tal planeta é rochoso e tem uma massa entre uma e duas massas terrestres. Pronto, acabou a semelhança. Ele se move muito, mas muito perto mesmo do seu sol. A consequência disto: a temperatura fica entre 1.500 e 3.000 graus centígrados. Ou seja, o tal planeta “parecido com a Terra” é mais parecido sim com um inferno onde chumbo derrete e escorre. Rios de metal derretido e nada água líquida em lugar algum.

 

Além disso Kepler-78b fica muito longe: 700 anos-luz. Lembrando que um ano-luz é a distância coberta por um raio de luz se movendo durante um ano. Isto dá mais de nove trilhões de quilômetros. A velocidade da luz é estupidamente grande: mais de um bilhão de quilômetros por hora. Até onde se sabe da física atual, é o limite de velocidade do nosso universo. Nada pode se mover tão rápido. Mesmo assim nenhum veículo humano já chegou nem perto disso. Resumindo: não dará pra visitar Kepler-78b tão cedo. Ainda bem; é um lugar nada aprazível.

 

É chato ter que ser “pé no chão” e desfazer os sonhos de muitos. Entretanto, ainda não existe tecnologia para observar diretamente, com toda certeza, um planeta igualzinho à Terra. Mas quem sabe, em breve, surjam equipamentos e técnicas que possam realizar tal proeza.

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Mais sete exoplanetas

 

Quatro anos de observação levaram pesquisadores europeus a identificar sete candidatos a planetas extrassolares ao redor da estrela KIC 11442793. Estas medidas foram feitas pelo satélite Kepler. Os planetas não foram observados individualmente. Eles são muito próximos da estrela principal e ficam ofuscados por sua luz. O que se tem de concreto é a curva de luz e o espectro da estrela.

 

O que é curva de luz? Uma equipe usou medidas da intensidade luminosa através de um sensível sensor chamado de fotômetro, que permite estudar como a luz se comporta ao longo do tempo. Os pesquisadores buscaram identificar momentos em que planetas passam diante da estrela e diminuem sua luminosidade. Chamamos isso de trânsito e o gráfico da intensidade luminosa versus o tempo é a curva de luz. Alguns destes trânsitos foram detectados.

 

O que é o espectro? Como ele ajuda a identificar planetas?  Um aparelho denominado espectrômetro decompõe a luz da estrela em suas cores originais. Como não há maneira de separar a imagem dos planetas da imagem da estrela, o espectro obtido é uma mistura destes. O movimento planetário faz com que os espectros dos planetas e da estrela principal tenham comportamentos diferentes. Este fenômeno é chamado efeito Doppler e afeta a cor da luz de objetos em movimento, tornando se mais azulados ao se aproximar e mais avermelhados ao se afastarem. Analisando estas variações com poderosos métodos matemáticos, os pesquisadores chegaram à conclusão de que pelo menos sete planetas estão compondo o espectro observado.

 

Combinando estes dados indiretos, duas equipes separadas identificaram a possível combinação de planetas que produziria estas variações luminosas. Este sistema é bem mais compacto que o nosso. O planeta mais afastado dos sete está a uma distância da estrela principal da mesma ordem que a Terra está do Sol.

Link para saber mais: http://noticias.terra.com.br/ciencia/espaco/astronomos-descobrem-sistema-com-sete-exoplanetas,8312d5d888be1410VgnVCM4000009bcceb0aRCRD.html

 
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Um planeta fervendo

 

Os cientistas do MIT (Massachusetts Institute of Technology), nos Estados Unidos, descobriram um planeta que orbita a cada 8h30min ao redor de uma estrela a 700 anos-luz de distância. Isso significa que ele está muito próximo dessa estrela: algo em torno de 1/40 vezes a distância de Mercúrio ao Sol, ou seja, aproximadamente um milhão e meio de quilômetros.

 

O planeta em questão, chamado de Kepler 78b, tem uma temperatura na superfície estimada em 3.000 graus, devido à grande proximidade com a estrela. Portanto, sua superfície deve ser um grande “mar” de rocha derretida (algo como a lava de um vulcão).

 

Seu tamanho é comparável ao da Terra. Mas o que mais animou os cientistas foi que conseguiram “ver” a luz refletida pelo planeta em questão. Na maioria das vezes consegue-se detectar uma pequena diminuição no brilho da luz da estrela quando o planeta passa na sua frente (fenômeno conhecido como trânsito). E, conseguindo identificar a luz refletida pelo planeta, podemos saber a sua composição.

 

Outra conquista importante é que, por estar próximo à estrela, o efeito gravitacional do planeta sobre ela poderá ser medido e, com isso, podemos calcular a massa do planeta. Este poderá ser o primeiro planeta com tamanho comparável com a Terra a ter sua massa definida.

 

Vamos ficar atentos, pois este mesmo grupo já conseguiu observar outro planeta mais próximo ainda de uma estrela. E isso é só o começo, pois a base de dados dos cientistas é de 150.000 estrelas e apenas do telescópio Kepler.