Estrelas de nêutrons, extremamente densas!

8 05 2009

estrela de neutrons

Os raios mais fracos (vermelho), intervalo médio (verde) e demais emanações de energia (azul).

 

A Nasa, agência espacial americana, divulgou em seu site a imagem de um pulsar – estrela de nêutrons pequena e densa – situado na região central de uma nebulosa planetária que possui um formato semelhante a uma grande mão, conforme os cientistas. O PSR B1509-58 foi fotografado pelo telescópio espacial Chandra X-ray em uma zona ocupada pela grande nuvem de gás e poeira, com mais de 150 anos-luz de extensão.

 

Mesmo sendo pequeno (em torno de 19km de diâmetro), o pulsar emite uma poderosa energia composta por íons e elétrons que é capaz de criar estruturas intrigantes e complexas ao seu redor, como a “mão cósmica” da fotografia. A análise da estrela de nêutrons foi realizada a partir de fotos captadas pelo Chandra X-ray: raios X mais fracos (vermelho), intervalo médio (verde) e demais emanações de energia (azul).

 

Os pulsares são os restos de estrelas que entraram em colapso, fenômeno também conhecido como supernova. Na maioria das vezes, estas estrelas de nêutrons possuem um campo gravitacional até 1 bilhão de vezes superior ao da Terra. No entanto, o PSR B1509-58 surpreende os astrônomos pela gigantesca energia – a força gravitacional é cerca de 15 trilhões de vezes maior que a do nosso planeta.

 

De acordo com os cientistas, a combinação de uma rápida rotação com o forte campo magnético do PSR B1509-58 fazem com que ele seja um dos geradores eletromagnéticos mais potentes da galáxia.

 

estrela de neutrons 2

Cientistas acreditam que apenas os buracos negros são mais densos que o interior das estrelas de nêutrons.

 

Cientistas da Universidade de Indiana, nos Estados Unidos, registraram a incrível densidade e força molecular de uma estrela de nêutrons – objeto astronômico formado pelo resto do colapso gravitacional de uma estrela durante uma supernova. Segundo eles, a crosta ao redor do astro seria dez bilhões de vezes mais forte que o aço ou qualquer outro metal encontrado na Terra.

 

Somente os buracos negros são mais densos que as estrelas de nêutrons. Estimativas apontam que uma colher de chá do material retirado do seu interior pode pesar cerca de 100 milhões de toneladas.

 

De acordo com os pesquisadores, o principal objetivo da pesquisa foi avaliar os riscos de como a atração gravitacional intensa destes corpos poderia provocar ondulações no espaço-tempo. Os cientistas também sugeriram que o estudo poderia levar a uma nova compreensão sobre tremores estelares ou gigantes erupções de uma magnastar (estrela de nêutrons com intenso campo magnético).

 

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Estrela de nêutrons.

 

Uma estrela de nêutrons se forma quando o núcleo de ferro descartado por uma explosão de uma supernova não consegue mais suportar seu próprio peso.  Num instante os átomos colapsam, elétrons se fundem com prótons, para formar uma esfera neutra de matéria com a densidade de um núcleo atômico.  A estrela de nêutrons assume então o diâmetro de uma cidade de tamanho médio na Terra.

Fontes:

Portal Terra 1

Portal Terra 2





Anãs brancas cercadas por planetas em órbita

20 04 2009

ana-branca

 

 

Usando detectores de radiação infravermelha do Telescópio Espacial Spitzer, da Nasa, uma equipe de cientistas dos EUA e do Reino Unido vasculharam o espaço ao redor de estrelas conhecidas como anãs brancas – o remanescente da morte de um astro como o Sol – e determinaram que de 1% a 3% delas, pelo menos, estão cercadas por rochas e poeira. Entre os pesquisadores envolvidos estão Jay Farihi, da Universidade de Leicester, e Michael Jura e Ben Zuckerman, ambos da Universidade da Califórnia, Los Angeles.

 

O brilho infravermelho da poeira ao redor dessas anãs brancas é um sinal de que houve, ou há, planetas rochosos nesses sistemas“, diz Farihi. A equipe acredita que a poeira foi produzida quando asteroides – os tijolos da construção de planetas – ao redor da estrela foram puxados e empurrados pela gravidade estelar. A poeira então formou o disco de material rochosos que o Spitzer detectou. 

 

Em um estudo anterior realizado pela mesma equipe uma amostra de oito anãs brancas revelou ter vestígios de asteroides pulverizados. No novo trabalho, Farihi e seu grupo analisaram sistematicamente anãs brancas ricas em metais e descobriram limites estatísticos para a possível existência de planetas rochosos.

 

 Agora sabemos de 14 anãs brancas cercadas por vestígios de poeira. Isso sugere que de 1% a 3% das estrelas tipo A e F da sequência principal – que são um pouco maiores e mais quentes que o Sol – têm planetas rochosos como a Terra“, disse ele.

 

 Anãs brancas são os restos de estrelas de massa relativamente baixa, que já encerraram seu estágio de gigantes vermelhas, algo pelo que o Sol passará dentro de bilhões de anos. Uma anã branca pode ter o tamanho da Terra, mas conter a mesma massa que o Sol. A estrela é tão densa que uma colher de chá de seu material pesaria várias toneladas.

 

 As descobertas da equipe de Farihi foram apresentadas nesta segunda-feira, 20, em conferência da Semana Europeia de Astronomia e Ciência Espacial, na Universidade de Hertfordshire.

 

Fonte:  Estadão





Saturno suas luas e anéis

11 04 2009

tita-e-saturnoTitã, a lua cor de laranja de Saturno.

Saturno

 

 

As luas

 

Graças à missão Cassini, cientistas descobriram nos últimos anos muito sobre Titã, a maior lua de Saturno. Entre outras coisas, eles sabem agora que ela possui dunas de areia, lagos de metano líquido e, talvez, vulcões glaciais.

 

Eles também sabem algo sobre seu formato. Usando dados de instrumentos do radar da Cassini, Howard A. Zebker, da Universidade de Stanford, e colegas determinaram que Titã é levemente saliente ao redor do seu centro e achatada nos pólos.

 

O grau de achatamento é pequeno, relatam os pesquisadores em um artigo publicado online na Science. Também não é algo surpreendente, Zebker disse, “porque Titã rotaciona de forma parecida à Terra” (e a Terra também é achatada). Titã sempre tem a mesma face voltada para Saturno e a poderosa força gravitacional do planeta gera grandes marés na lua, aumentando a deformação.

 

Mas o formato de Titã não é exatamente o que seria esperado na teoria. Uma possível explicação para isso, Zebker disse, é a distribuição irregular de calor no núcleo de Titã. Ou talvez a lua estivesse mais perto de Saturno no passado, quando seu formato teria se formado e “congelado.”

 

O achatamento de Titã também pode ajudar a explicar o motivo de seus lagos de metano estarem concentrados perto dos pólos. Se existe um “lençol de metano” (análogo a um lençol d’água na Terra), então seria mais provável que o líquido alcançasse a superfície em uma área de baixa elevação, como os pólos.

 

 

 

 

 

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Saturno e Titã

 

 

 

Os anéis

 

Entre os anéis de Saturno, os que são designados A, B, C, D, E e G são as crianças boazinhas, organizadas e comportadas sem nenhum gelo ou partícula poeira fora do lugar. O F, por outro lado, o anel mais fino com menos de 1,6km de largura, é a ovelha negra da família. Ele aparenta ter um material central rodeado de correntes espirais.

 

Astrônomos sabem que a aparência do F se deve em grande parte à Prometheus, uma pequena lua orbital no lado do planeta que se aproxima do anel regularmente por causa das excentricidades da órbita. Quando isso acontece, a gravidade afasta matéria do anel, formando plumas e canais.

 

Mas um novo estudo de imagens da missão Cassino mostra que há muito mais acontecendo dentro do anel F – colisões em alta velocidade entre satélites ainda menores no centro quase que diariamente.

 

“O que Prometeu faz é produzir padrões regulares que podemos entender”, disse Carl D. Murray, professor da Queen Mary, Universidade de Londres e autor principal de um artigo da Nature que descreve as descobertas. Mas ele acrescentou: “descobrimos antes que Prometeu não pode fazer tudo”.

 

Os pesquisadores analisaram profundamente imagens dos anéis e descobriram vários objetos pequenos que com o tempo pareciam cruzar o centro. Depois observaram filmes da passagem de tempo retratando o aparecimento de plumas e outras alterações que não podiam ser diretamente atribuídas à Prometheus, e determinaram se os objetos poderiam ser responsáveis. Em um caso envolvendo um objeto chamado de S6, por exemplo, sua órbita “o colocou bem no centro da ação”, disse Murray.

 

Os pesquisadores puderam deduzir a presença de muitos pequenos satélites que colidem com a matéria no centro e perturbam o anel. Além disso, disse Murray, nos detritos dessas colisões também era possível ver assinaturas gravitacionais de objetos ainda menores. “É um sistema caótico”, ele disse.

 

Murray disse que o anel F era talvez o único lugar no sistema solar onde colisões em tamanha velocidade estavam ocorrendo regularmente, então entender o processo pode ajudar no estudo sobre a formação do sistema solar, quando colisões similares eram comuns de acontecer.





Mistérios do mundo científico ainda por resolver: as constantes variáveis.

2 04 2009

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Mistério n°3:

 

Por que o universo se expande cada vez mais rapidamente?  

 

 

 

O estudo da física é baseado em certos números ou grandezas que parecem imutáveis e aos quais os físicos chamaram de leis de constantes da Natureza.  Por exemplo: a carga do elétron ou a velocidade da luz.  Mas, desde 1937, começou-se a suspeitar que certas constantes universais da física parecem não se aplicar ao cosmos.  Uma possível variação das constantes fundamentais da Natureza ainda está sem explicação e aparenta ter motivos estritamente misteriosos. 

 

 

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No início de tudo, há 13,7 bilhões de anos, a força do Big Bang atirou o conteúdo do Universo nascente em todas as direções. A matéria e a energia se condensaram em estrelas e galáxias, mas prosseguiram em sua corrida. No entanto, em anos recentes, pesquisadores constataram — com surpresa — que o cosmos está inflando cada vez mais rápido.  E não está reduzindo sua taxa de expansão, como seria esperado pelas leis de constantes da Natureza conhecidas.  Ou seja, com os dados que temos deveria haver um limite para a expansão do universo, em um certo ponto deveria encontrar um momento de desaceleração.

No entanto, alguma coisa parece estar compensando a gravidade e sustentando o processo de crescimento, acelerando as galáxias cada vez para mais longe umas das outras.

 

 

 

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 Desenho artístico do interior de um quasar por Simmonet

 

 

 

 

Um estudo da luz de quasars (objetos celestes muito brilhantes, que se encontram no limiar do Universo observável) constatou que a luz emitida por eles (há mais de 15 mil milhões de anos) passa, no seu caminho até a Terra, através de numerosas nuvens de gás interestelar, onde é absorvida e reemitida.   

Estas nuvens de gás estão muito distantes da Terra.  Assim para os cálculos de distância e velocidade é preciso levar em consideração que elas foram emitidas e reemitidas no passado, totalizando muitas épocas diferentes.  São números que somam milhares de milhões de anos.  Ao calcular esses valores do passado, pesquisadores descobriram que os meios pelos quais calculam o valor dessa constante não se aplicam nesse caso, pois os resultados obtidos indicam que essa constante seria diferente (menor) no passado.  A diferença é pequena, mas perceptível.

 

 

 

 

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 Quasar visto de um planeta.  Desenho artístico.

 

 

 

 

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Diversas teorias já surgiram, mas nenhuma ainda se provou correta tanto para justificar a aceleração na expansão do universo, nem tampouco para a diferença do cálculo menor para o passado.  É possível que estas variantes tenham a ver com a “energia escura” e que até se consiga explicar a mudança na intensidade da atração entre prótons e elétrons.  Mas o mistério ainda cerca estas constantes.





Mistérios do mundo científico ainda por resolver: por que as naves Pioneer mudaram suas trajetórias?

1 04 2009

pioneer10-galaxyPioneer 10

Mistério n°2:

 

Quem pilota as sondas Pioneer?

 

 

A Anomalia Pioneer é uma leve divergência nas trajetórias precisamente calculadas das sondas interplanetárias norte-americanas Pioneer 10 e Pioneer 11 da NASA, lançadas em 1972 e 1973.  Por quê?   Não há ainda uma explicação científica satisfatória.  A anomalia foi notada pelo desvio na rota original que começou a ser sentida 10 anos depois do lançamento. Em cada ano do curso, as sondas se deslocam 12.800 km para mais longe do traçado original da trajetória.  Não parece muito se pensarmos que as sondas cobrem 350.400.000 km por ano.  Mas décadas de análise ainda não conseguiram encontrar uma razão simples para isso.

 

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Sabemos que o problema da Anomalia Pioneer é de origem dinâmica.  Mesmo desconsiderando os efeitos gravitacionais conhecidos sobre as naves Pioneer 10 e 11, resta ainda uma inexplicada aceleração rumo ao Sol.  Uma aceleração constante.  Este é um problema em aberto.  Podemos agrupar as possíveis soluções em três categorias de acordo com sua natureza

 

Erros de Observação erros nos programas de análises de dados,  erros do programa de modelagem de trajetória, no entanto, um a um estes erros foram descartados usando análises de computação.

 

Resultados de efeitos sistemáticos e gravitacionais  todo tipo de explicação que leva em consideração as forças sistemáticas no interior da nave  já foi abordada.  Principalmente porque se sabe que esse efeito existe e não pode ser excluído, contudo a magnitude da anomalia supera a aceleração que seria gerada por esse mecanismo.

 

Efeitos de física desconhecida – sim, é aqui que a porca torce o rabo.   Hoje procuramos por efeitos externos que possam ser explicados além da física convencional e que podem sugerir uma nova física, que desconhecemos.

 

 

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Este mistério tem despertado grande interesse.  Muito vem sendo feito na tentativa de explicar sua causa.   Apesar de  diversas propostas terem sido sugeridas ao longo dos anos, nenhuma delas é totalmente aceita e o problema  Anomalia Pioneer continua sem solução.  É interessante notar que outras naves lançadas no espaço também sofreram os efeitos de uma aceleração desconhecida e até agora inexplicável.





Mistérios do mundo científico ainda por resolver: onde está o resto do universo?

31 03 2009

lhc-acelerador-de-particulasLHC acelerador de partículas.

 

 

 

Em fevereiro deste ano, (19-2-09), o TIMES ON LINE, [Grã-Bretanha] publicou uma matéria de Michael Brooks que li com atenção e que, volte e meia, retorna aos meus pensamentos.  Diga-se de passagem, foi uma matéria publicada na parte de entretenimento, mas nem por isso deixa de nos fazer pensar.  Trata-se de 13 mistérios do mundo científico ainda por resolver, de autoria de Michael Brooks.   Como é um artigo grande, vou abordá-lo em 13 capítulos, por 13 dias consecutivos.  A minha intenção é fazer com que pensemos no assunto e aumentar o interesse pelos estudos científicos entre os jovens.

 

 

Mistério n°1:

 

Está faltando:  A MAIOR PARTE DO UNIVERSO!

 

A verdade é que nós até hoje só conseguimos dar conta de 4% do cosmos.   Surpreso?  Pense: nossa grande esperança, com o LHC – Large Hadron Collider [Grande colisor de hadrões] — que é o maior acelerador de partículas do mundo, e também a maior máquina do planeta, com um perímetro de 27Km de extensão e com um total de 9300 magnetos supercondutores no seu interior — é criar algumas partículas chamadas pelos físicos de “matéria escura“.  Acredita-se de 25 % do universo seja feito de matéria escura.  

 

Inicialmente deu-se o nome de matéria escura ao que unia todas as galáxias juntas.  Se não houvesse esta matéria escura, baseado no que conhecemos, a tendência das galáxias seria de se expandirem, e não permanecerem como membros de um sistema organizado.  É preciso que haja algo que as mantenha juntas.  Na falta de melhores explicações há muitas décadas deu-se o nome a esta “substância” de matéria escura.  

 

Mas lá pelos anos 90 d0 século passado, apareceu o conceito da energia escura, que misteriosamente parece mexer com espaço e tempo.  Este novo conceito  apareceu com a descoberta de que não só o universo está se expandindo, mas que está se expandindo numa velocidade cada vez maior.  A natureza desta energia escura é assunto de muita especulação.  Sabemos que é uma força homogênea e não muito densa.  E acredita-se que deva ter pressão negativa.  Energia escura é a forma mais popular de se explicar a expansão do universo que começou nos últimos 5 bilhões de anos.  

 

 

 

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Estimativa da distribuição de matéria escura que compõem 22% da massa do universo e da energia escura que compõem 74%, com os corpos “normais”  perfazendo apenas 4% da massa do universo.