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Exoplaneta água

A atmosfera de um exoplaneta do tipo super-Terra foi analisada pela primeira vez por uma equipe internacional de astrônomos utilizando o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (ESO).

O planeta, conhecido como GJ 1214b, foi estudado conforme ele transitava à frente da sua estrela hospedeira – em relação à Terra – e uma parte da radiação estelar atravessava a atmosfera do planeta.

A atmosfera do exoplaneta é composta essencialmente por água, ou sob a forma de vapor ou na forma de nuvens espessas ou névoas.

O planeta GJ 1214b foi descoberto em 2009 com o instrumento HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, e quem tem estado envolvido em várias descobertas recentes da astronomia.

Novos mundos

Os resultados iniciais sugeriam que este planeta possuísse uma atmosfera, o que agora foi confirmado e estudado em detalhe por uma equipe internacional de astrônomos, liderada por Jacob Bean, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica.

“Esta é a primeira super-Terra que teve sua atmosfera analisada, um marco verdadeiramente notável na caracterização destes mundos,” diz Bean.

O GJ 1214b tem um raio cerca de 2,6 vezes maior do que o da Terra e possui cerca de 6,5 vezes mais massa, o que o coloca claramente na classe dos exoplanetas conhecidos como super-Terras.

A sua estrela hospedeira encontra-se a cerca de 40 anos-luz de distância da Terra na constelação de Ofiúco (ou Serpentário). É uma estrela de baixa luminosidade – se a GJ 1214, a estrela, fosse observada à mesma distância de nós que o nosso Sol, ela seria 300 vezes menos brilhante.

A estrela é também pequena, o que quer dizer que o tamanho do planeta é grande quando comparado com o disco estelar, tornando-o relativamente fácil de estudar.

O planeta passa em frente do disco da estrela a cada 38 horas, à medida que a orbita a uma distância de apenas dois milhões de quilômetros: cerca de setenta vezes mais perto do que a órbita da Terra em torno do Sol.

Possibilidades

Para estudar a atmosfera, a equipe observou a radiação vinda da estrela à medida que o planeta passava à sua frente. Durante esses trânsitos, uma parte da radiação estelar atravessa a atmosfera do planeta e, dependendo da composição química e do tempo atmosférico no planeta, comprimentos de onda específicos são absorvidos.

A equipe comparou estas medições muito precisas com o que se esperaria observar para várias composições atmosféricas específicas.

Anteriormente a estas novas observações, três atmosferas possíveis para GJ 1214b tinham sido propostas.

A primeira consistia na possibilidade intrigante do planeta estar rodeado por água, a qual, devido à proximidade à estrela, estaria sob a forma de vapor.

A segunda possibilidade era a de um planeta rochoso cuja atmosfera seria essencialmente constituída por hidrogênio, mas com nuvens altas ou nevoeiros que obscureceriam a visão.

A terceira opção era a de que este exoplaneta seria uma espécie de mini-Netuno, com um núcleo rochoso pequeno e uma atmosfera espessa, rica em hidrogênio.

Por exclusão

As novas medições não mostram sinais de hidrogênio e por isso excluem a terceira hipótese.

Portanto, a atmosfera ou é rica em vapor ou encontra-se coberta por nuvens ou nevoeiros, semelhantes aos observados nas atmosferas de Vênus e Titã no nosso Sistema Solar, as quais escondem a assinatura do hidrogênio.

“Embora não possamos ainda dizer exatamente de que é feita a atmosfera, este é um grande passo rumo à caracterização da atmosfera de um mundo tão distante, diminuindo as opções para uma atmosfera constituída ou por vapor ou por nevoeiro,” diz Bean. “São agora necessárias observações na radiação infravermelha de maior comprimento de onda para determinar qual destas atmosferas existe realmente em GJ 1214b.”

Fonte : Redação do Site Inovação Tecnológica

Para quem esperava por ETs, a decepção foi geral. Mesmo quem especulou sobre bactérias extraterrestres deve ter ficado desencantado.

A NASA acaba de anunciar os resultados de um estudo que pode ter descoberto, na Terra, uma bactéria que, para sobreviver, não depende dos elementos químicos tradicionalmente associados à vida – e isto apontaria para a possibilidade de formas de vida no espaço diferentes da vida que conhecemos na Terra.

Busca por vida extraterrestre

Foram dias de intensas especulações depois que a NASA anunciou, no dia 29 de Novembro, que faria uma conferência hoje “para discutir uma descoberta em astrobiologia que irá impactar a busca por evidências de vida extraterrestre”.

Quem leu com atenção e se fixou apenas nos termos usados pela agência espacial não alimentou muitas expectativas – a NASA falava em impactar a buscabusca por vida, e não sobre a localização de vida extraterrestre.

Além disso, nenhum dos cientistas que estarão presentes na conferência que acontecerá daqui a pouco tem ligação com qualquer projeto em andamento que pudesse ter colhido evidências diretas de vida extraterrestre.

A imprensa já havia recebido o material com antecedência, sob a condição de não publicá-lo antes das 19h00 (horário de Brasília). Mas um site holandês quebrou o chamado “embargo” e a revista Science autorizou a publicação antecipada da notícia.

A expectativa pode ter ofuscado um pouco o brilho do achado – mas é um achado importante e, se confirmado por outros experimentos e por outros cientistas, expande o conceito de vida, ao menos nas condições necessárias para mantê-la.

Química da vida

Os livros-texto afirmam que a química da vida é muito específica, requerendo sempre seis elementos químicos: carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre. Qualquer alteração além desse grupo muda a reatividade e a estabilidade molecular, e a vida não se sustenta.

O elemento fósforo normalmente está presente na forma de um fosfato inorgânico.

Agora, Felisa Wolfe-Simon e seus colegas descobriram uma bactéria, chamada GFAJ-1, no salgado Lago Mono, na Califórnia, que parece substituir o fosfato por arsênio, ou arsênico, o elemento químico de número atômico 33 e símbolo As.

Ocorre que o arsênio é fortemente tóxico para os seres vivos. Embora quimicamente ele se comporte de forma similar ao fosfato, ele quebra as rotas metabólicas que sustentam a vida.

 

A proteobactéria GFAJ-1, da família Halomonadaceae, parece substituir o fosfato por arsênio, levantando a possibilidade de formas de vida totalmente diferentes das atualmente conhecidas. [Imagem: Henry Bortman/Science]

Não é a primeira vez que cientistas encontram organismos que alteram quimicamente o arsênio. Organismos assim já foram associados a eventos de intoxicação na Ásia, sobretudo em Bangladesh, quando a população começou a usar água de cisternas para tentar evitar o cólera.

Mas os dados coletados neste novo estudo parecem demonstrar que a bactéria GFAJ-1 substitui o fosfato por arsênio de tal forma que ela até mesmo incorpora o arsênio em seu DNA. O microrganismo é uma proteobactéria, da famíliaHalomonadaceae.

No laboratório, os pesquisadores cultivaram a bactéria em discos de Petri nos quais o fosfato foi gradualmente substituído pelo arsênio, até que a bactéria crescesse sem necessidade de fosfato, um composto essencial para várias macromoléculas presentes em todas as células, incluindo os ácidos nucleicos, os lipídios e as proteínas.

Usando radioisótopos como marcadores, a equipe seguiu o caminho do arsênio na bactéria, desde a sua assimilação química até sua incorporação em vários componentes celulares. Segundo suas conclusões, o arsênio substituiu completamente o fosfato nas moléculas da bactéria, inclusive no seu DNA.

E a vida extraterrestre?

E o que tem tudo isso a ver com a busca por sinais de vida extraterrestre?

Ora, se um elemento tóxico como o arsênio pode substituir o fósforo em uma bactéria, isso expande a busca por formas de vida fora da Terra – até agora, encontrar arsênio em um alvo promissor para a existência de vida extraterrestre poderia fazer com que os cientistas descartassem o sítio onde o elemento foi localizado, por exemplo.

E, mais importante, se há uma substituição de fosfato por arsênio, é possível que ocorram outras substituições, abrindo ainda mais o leque de possibilidades.

“A vida como nós a conhecemos exige elementos químicos específicos e exclui outros. Um dos princípios-guia da busca por vida em outros planetas é que nós devemos ‘seguir os elementos’,” diz Ariel Anbar, membro da equipe de astrobiologia da NASA e coautor do novo estudo. “O trabalho de Felisa nos ensina que devemos pensar melhor sobre quais elementos seguir.”

Para Wolfe-Simon, nossa relação com a busca por formas de vida, em vez de se basear na tão falada “diversidade da vida”, na verdade assume que toda a vida na Terra é essencialmente idêntica, sempre baseada nas “constantes da biologia, especificamente que a vida exige os seis elementos CHNOPS montados em três componentes: DNA, proteínas e lipídios.”

CHNOPS são os símbolos químicos dos elementos carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

Uma parte do grupo já havida levantado anteriormente a hipótese de “formas estranhas” de vida aqui mesmo na Terra, que poderiam existir em uma espécie de “biosfera-sombra”. Eles publicaram em Janeiro de 2009 um artigo chamado “Será que a natureza também escolheria o arsênio?”

 

Felisa Wolfe-Simon recolhe cuidadosamente amostras da sua “bactéria extraterrestre” em um lago salgado da Califórnia. [Imagem: Henry Bortman/Science]

Céticos

Os experimentos feitos até agora não são definitivos e ainda deverão ser questionados por outros pesquisadores.

O próprio grupo afirma que ainda é necessário avaliar os níveis de arsênio e fosfato usados no experimento, assim como se certificar de que o arsênio foi realmente incorporado nos mecanismos bioquímicos vitais da bactéria, como DNA, proteínas e membranas celulares.

Steven Benner, um astrobiólogo ouvido pela própria revista Science, onde a pesquisa foi publicada, afirma que a substituição do fósforo pelo arsênio “em minha opinião não ficou estabelecida neste trabalho.”

Barry Rosen, da Universidade de Miami, disse que o arsênio pode estar simplesmente se concentrando nos extensos vacúolos das bactérias, e não se incorporando em sua bioquímica. Segundo ele, a prova definitiva pode vir, por exemplo, na demonstração de uma enzima funcional que contenha arsênio.

Forma alienígena de vida

Davies está mais entusiasmado, embora destaque que, apesar de tudo, a bactéria ainda é uma forma de vida da Terra.

“Este organismo tem uma capacidade dupla. Ele pode crescer tanto com fósforo quanto com arsênio. Isto o torna peculiar, mais ainda longe de ser alguma forma verdadeiramente ‘alienígena’ de vida, pertencente a uma outra árvore da vida, com uma origem distinta. Entretanto, a GFAJ-1 pode ser um indicador para organismos ainda mais esquisitos. O cálice sagrado será um micróbio que não contenha fósforo de jeito nenhum,” disse o cientista.

Davies prevê que o novo organismo “é seguramente a ponta do icebergue, com potencial para abrir um domínio totalmente novo na microbiologia.”

E, certamente, não são apenas os cientistas que se interessam pela descoberta.

“Nossa descoberta é uma lembrança de que a vida como nós a conhecemos pode ser muito mais flexível do que nós geralmente assumimos ou mesmo que podemos imaginar,” afirmou Wolfe-Simon.

“Esta história não é sobre arsênio ou sobre o Lago Mono,” diz ela. “Se alguma coisa aqui na Terra faz algo tão inesperado, o que poderá fazer a vida que nós ainda não conhecemos? Este é o momento de descobrir.

Fonte : Redação do Site Inovação Tecnológica

Uma equipe internacional de cientistas conseguiu pela primeira capturar átomos de antihidrogênio – a antimatéria equivalente ao átomo de hidrogênio.

“Esta é uma realização fenomenal. Ela vai nos permitir fazer experimentos que resultarão em alterações dramáticas na visão atual da física fundamental ou na confirmação daquilo que nós já damos por certo,” afirmou Rob Thompson, membro da colaboração ALPHA, instalada no CERN, na Suíça.

A corrida pela captura da antimatéria já durava 10 anos, em uma disputa entre as equipes ALPHA, que utiliza os laboratórios do CERN, e ATRAP, sediada na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

A equipe ALPHA tem atualmente mais de 40 membros, de 15 universidades ao redor do mundo, incluindo os brasileiros Cláudio Lenz César, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e Daniel de Miranda Silveira, atualmente no Laboratório Riken, no Japão.

Tanque de antimatéria

A quantidade de antimatéria aprisionada ainda é pequena, e não seria suficiente para alimentar os motores da nave Enterprise e nem para ameaçar o Vaticano, como no filme Anjos e Demônios.

Mas é o suficiente para que os cientistas comecem a estudar aonde foi parar a antimatéria que se acredita ter sido criada no Big Bang.

Foram aprisionados 38 átomos de antihidrogênio no “tanque de antimatéria” criado pelos cientistas, cada um deles ficando retido por mais de um décimo de segundo.

O resultado foi obtido depois de 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons.

A antimatéria foi capturada durante 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons. [Imagem: ALPHA Collaboration]

O rendimento no aprisionamento dos átomos de antimatéria ainda é baixo – por volta de 0,005% – mas os cientistas afirmam que estão trabalhando para elevá-lo. Na verdade, o artigo que descreve a pesquisa apresenta uma série de inovações que tornaram possível a realização do experimento – a maioria das quais mereceria um artigo científico à parte.

O experimento ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) já havia feito história em 2006, quando os físicos conseguiram fazer uma reação química entre matéria e antimatéria, usando átomos de antihidrogênio para criar uma matéria híbrida.

Os primeiros átomos de antihidrogênio de baixa energia produzidos artificialmente – constituídos por um pósitron ou elétron de antimatéria, orbitando em um núcleo de antiprótons – foram criados lá mesmo, no CERN, em 2002.

Mas até agora tinha sido impossível isolá-los, e eles acabam se chocando com átomos de matéria normal, aniquilando-se em um flash de raios gama apenas alguns microssegundos depois de serem criados – algo que pode ser extremamente útil para a construção de um laser de raios gama.

Em um experimento não diretamente relacionado, realizado em 2005, um grupo de físicos conseguiu criar o positrônio, um átomo exótico, feito de matéria e de antimatéria: um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro, mas sem um núcleo.

Simetria de CPT

“Estamos chegando perto do ponto em que poderemos fazer algumas classes de experimentos sobre as propriedades do antihidrogênio,” disse Joel Fajans, outro membro da equipe.

“Inicialmente, serão experiências simples para testar a simetria CPT, mas já que ninguém foi capaz de fazer esse tipo de medição em átomos de antimatéria até hoje, será um bom começo,” explica o cientista.

A simetria CPT (carga-paridade-tempo) é a hipótese de que as interações físicas não se alteram se você inverter a carga de todas as partículas, mudar sua paridade – isto é, inverter suas coordenadas no espaço – e reverter o tempo.

Quaisquer diferenças entre o antihidrogênio e o hidrogênio, como diferenças no espectro atômico, violariam automaticamente a CPT, derrubando o Modelo Padrão da física de partículas e suas interações, e poderia explicar por que a antimatéria praticamente não existe no Universo hoje, apesar de ambas, matéria e antimatéria, terem sido criadas em quantidades iguais no Big Bang.

Uma visão geral do laboratório do Projeto ALPHA. [Imagem: ALPHA Collaboration]

Tanque de antimatéria

Para aprisionar a antimatéria, os físicos resfriaram os antiprótons e os comprimiram em uma nuvem com um tamanho equivalente à metade de um palito de dentes – 20 milímetros de comprimento e 1,4 milímetro de diâmetro).

Em seguida, usando uma técnica chamada autorressonância, a nuvem de antiprótons frios e comprimidos foi superposta a uma nuvem de pósitrons de dimensões semelhantes. Os dois tipos de partículas então se juntaram para formar o antihidrogênio.

Tudo isto acontece dentro de uma garrafa magnética, que prende os átomos de antihidrogênio. A armadilha magnética é um campo magnético especial, que usa um estranho e caríssimo ímã supercondutor de oito pólos – um octupólo – para criar um plasma mais estável.

“Atualmente nós conseguimos manter os átomos de antihidrogênio presos por pelo menos 172 milésimos de segundo – cerca de um sexto de segundo – tempo suficiente para nos certificarmos de que os apanhamos,” disse Jonathan Würtele, outro membro da equipe.

De Agosto a Setembro de 2010, a equipe detectou um átomo de antihidrogênio em 38 dos 335 ciclos de injeção de antiprótons. Dado que a eficiência do detector usado é de aproximadamente 50 por cento, a equipe calculou ter capturado cerca de 80 dos vários milhões de átomos de antihidrogênio produzidos durante esses ciclos.

Fonte : Inovação Tecnológica