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Estrelas mais brilhantes do Universo vivem em pares
Casais violentos
Um novo estudo que utilizou o Very Large Telescope (VLT) do ESO mostrou que a maioria das estrelas brilhantes de massa muito elevada, responsáveis pela evolução das galáxias, não vivem isoladas.
Quase três quartos destas estrelas têm uma companheira próxima, muito mais do que se supunha anteriormente.
Surpreendentemente, a maior parte destes pares interagem de modo violento, ocorrendo, por exemplo, transferência de massa de uma estrela para a outra.
Pensa-se que cerca de um terço destes pares acabará por se fundir, formando uma única estrela.
A descoberta, publicada na revista Science desta quinta-feira, utilizou o VLT (Very Large Telescope) do ESO.
Monstros cósmicos
O Universo é um lugar com muitos aspectos e muitas das estrelas são bastante diferentes do Sol.
A equipe internacional utilizou o VLT para estudar estrelas do tipo O, que apresentam temperaturas, massas e luminosidades muito elevadas. Estas estrelas têm vidas curtas e violentas, desempenhando um papel fundamental na evolução das galáxias.
Estão também ligadas a fenômenos extremos, tais como “estrelas vampiras”, onde a estrela menor suga matéria da superfície da companheira maior, e explosões de raios gama.
“Estas estrelas são autênticos monstros,” diz Hughes Sana (Universidade de Amesterdam, Holanda), autor principal do estudo. “Têm 15 ou mais vezes a massa do nosso Sol e podem ser até um milhão de vezes mais brilhantes. Estas estrelas são tão quentes que brilham com uma luz azul-esbranquiçada e têm temperaturas superficiais que excedem 30 mil graus Celsius.”
Os astrônomos estudaram uma amostra de 71 estrelas de tipo O, tanto isoladas como em pares (sistemas binários) em seis aglomerados estelares jovens próximos na Via Láctea. A maior parte das observações utilizou os telescópios do ESO, incluindo o VLT.
Evolução das galáxias
Ao analisar a radiação emitida por estes objetos com um detalhamento inédito, a equipe descobriu que 75% de todas as estrelas do tipo O fazem parte de um sistema binário, uma proporção mais elevada do que se supunha até agora, e a primeira determinação precisa deste valor.
Mais importante ainda, a equipe descobriu que a proporção destes pares onde as estrelas se encontram suficientemente próximas uma da outra para que haja interação entre elas (quer através de fusão estelar, quer através de transferência de massa pelas chamadas estrelas vampiras) é muito mais elevada do que a esperada, resultado que tem implicações profundas na nossa compreensão da evolução de galáxias.
As estrelas do tipo O constituem apenas uma fração de 1% das estrelas no Universo, mas os fenômenos violentos a que estão associadas significam que têm um efeito desproporcional em seu meio circundante.
Os ventos e choques que vêm destas estrelas podem tanto dar origem como interromper a formação estelar, a sua radiação faz com que as nebulosas brilhem, as suas supernovas enriquecem as galáxias com elementos pesados essenciais à vida, estando ainda associadas às explosões de raios gama, as quais se contam entre os fenômenos mais energéticos no Universo. As estrelas de tipo O estão por isso implicadas em muitos dos mecanismos que fazem evoluir as galáxias.
“A vida de uma estrela é grandemente afetada pelo fato desta se encontrar próxima de outra,” diz Selma de Mink (Space Telescope Science Institute, EUA), coautora do estudo. “Se duas estrelas orbitam muito próximas uma da outra, poderão eventualmente fundir-se. Mas mesmo que isso não aconteça, uma das estrelas normalmente retira matéria da superfície da outra”.
Estas imagens panorâmicas mostram partes das Nebulosas Carina (à esquerda), Águia (ao centro) e IC 2944 (à direita). Todas elas são regiões de formação estelar que contêm muitas estrelas quentes jovens, incluindo várias estrelas brilhantes de tipo espectral O. [Imagem: ESO]
Universo não aceita simplificações
As fusões entre estrelas, as quais a equipe estima que serão o destino final de cerca de 20 a 30% das estrelas de tipo O, são fenômenos violentos. Mas mesmo o cenário comparativamente calmo de estrelas vampiras, que acontece em 40 a 50% dos casos, tem efeitos profundos no modo como as estrelas evoluem.
Até agora, os astrônomos pensavam que os sistemas binários de estrelas de elevada massa, onde as componentes orbitam muito próximo uma da outra, eram uma exceção, algo apenas necessário para explicar fenômenos exóticos, tais como binárias de raios X, pulsares duplos ou buracos negros binários.
Este novo estudo mostra que, para interpretar corretamente o Universo, não podemos fazer esta simplificação: estas estrelas duplas de elevada massa não são apenas comuns, as suas vidas são também fundamentalmente diferentes daquelas que existem enquanto estrelas isoladas.
Por exemplo, no caso das estrelas vampiras, a estrela menor, de massa menor, rejuvenesce ao sugar hidrogênio fresco da sua companheira. A sua massa irá aumentar substancialmente e irá sobreviver à sua companheira, vivendo muito mais tempo do que uma estrela isolada com a mesma massa.
Entretanto, a estrela vítima fica sem o seu envelope antes de ter oportunidade de se tornar numa supergigante vermelha luminosa. Em vez disso, o seu núcleo azul quente fica exposto. Deste fenômeno resulta que a população estelar de uma galáxia distante poderá parecer muito mais jovem do que é na realidade: tanto as estrelas vampiras rejuvenescidas como as estrelas vítimas diminuídas tornam-se mais quentes e azuis em termos de cor, ficando portanto com a aparência de estrelas mais jovens.
Saber a verdadeira proporção das estrelas binárias de elevada massa em interação é por isso crucial para se poder caracterizar corretamente estas galáxias longínquas.
“A única informação que os astrônomos têm das galáxias distantes é fornecida pela radiação que chega aos telescópios. Sem fazer suposições sobre o que é responsável por esta radiação, não podemos tirar conclusões sobre a galáxia, tais como quão massiva ou jovem ela é. Este estudo mostra que a suposição frequente de que a maioria das estrelas existem de forma isolada pode levar a conclusões erradas,” conclui Hughes Sana.
Para compreender qual a proporção destes efeitos e como é que esta nova perspectiva afetará a nova visão da evolução galáctica será necessário agora fazer a modelagem de estrelas binárias, algo muito complicado.
Por isso demorará algum tempo até que estas considerações sejam incluídas nos modelos de formação galáctica.
Classificação de estrelas
A maioria das estrelas é classificada de acordo com o seu tipo espectral, ou cor.
Este parâmetro está, por sua vez, relacionado com a massa das estrelas e a sua temperatura superficial.
Partindo da mais azul (e portanto da mais quente e de maior massa) até a mais vermelha (e portanto a mais fria e de menor massa), a sequência de classificação mais comum é O, B, A, F, G, K e M.
As estrelas do tipo O têm uma temperatura superficial de cerca de 30 mil graus Celsius ou mais, e possuem coloração azul pálido brilhante. A sua massa é 15 ou mais vezes a massa do Sol.
Linhas de absorção
As estrelas que compõem os sistemas binários estão geralmente muito próximas uma da outra para poderem ser observadas como dois pontos de luz separados de modo direto.
No entanto, a equipe conseguiu detectar a sua natureza binária utilizando o instrumento UVES (Ultraviolet and Visible Echelle Spectrograph) montado no VLT.
Os espectrógrafos separam a radiação emitida pelas estrelas, num processo semelhante ao de um prisma que separa a radiação solar num arco-íris.
Impressos na radiação estelar encontram-se tênues padrões de linhas causadas pelos elementos químicos presentes nas atmosferas das estrelas, que escurecem cores específicas da radiação.
Quando os astrônomos observam estrelas únicas, estes padrões, chamados linhas de absorção, estão bem fixos, mas, nos sistemas binários, as linhas vindas das duas estrelas estão ligeiramente deslocadas, uma relativamente à outra, devido ao movimento das estrelas.
Características tais como o quanto estas linhas se encontram deslocadas uma da outra, ou o modo como se deslocam com o tempo, permitem aos astrônomos determinar o movimentos das estrelas e daí as suas características orbitais, incluindo se as estrelas se encontram suficientemente perto uma da outra para que possa haver trocas de matéria ou até fusão.
Hidrogênio das estrelas
A existência do número enorme de estrelas vampiras agora identificado está de acordo com um outro fenômeno anteriormente inexplicável.
Cerca de um terço das estrelas que explodem como supernovas têm, surpreendentemente, muito pouco hidrogênio.
No entanto, a proporção de supernovas pobres em hidrogênio está de acordo com a proporção de estrelas vampiras encontradas neste estudo.
Espera-se que as estrelas vampiras deem origem a supernovas pobres em hidrogênio nas suas vítimas, uma vez que as camadas exteriores ricas em hidrogênio terão sido arrancadas pela gravidade da estrela vampira antes de a vítima ter tido oportunidade de explodir como supernova.
O número enorme de estrelas vampiras surpreendeu, mas está ajudando os astrônomos entenderem outros fenômenos até agora inexplicáveis.[Imagem: ESO/L. Calçada/S.E. de Mink]
Nova Proposta de “Raio Atrator” Usa Pressão Negativa de Radiação
Projeto em camadas dividiria dois aspectos-chave de onda luminosa, permitindo à energia eletromagnética atrair objetos
por Evelyn Lamb
Os raios atratores, onipresentes na ficção científica, podem estar próximos se tornar fato científico. Em um artigo publicado neste ano, físicos propuseram uma estrutura que pode permitir à luz atrair objetos.
Normalmente a luz, ainda que fracamente, empurra os objetos. No campo da manipulação óptica, pinças ópticas empregam essa força para mover estruturas microscópicas: de átomos a bactérias. A capacidade de puxar aumentaria a precisão e a utilidade da manipulação ótica. Em voos espaciais, engenheiros propuseram velas para capturar a força exercida pela luz.
Em vez de rebocar naves espaciais, o raio atrator proposto recentemente pode ser mais útil para a biologia ou medicina. “Se você quiser puxar algo em sua direção, é só reduzir a pressão”, explica Mordechai Segev, físico do Technion – Instituto de Tecnologia de Israel, que descreve a ideia de sua equipe em um artigo de abril na Optics Express. “Cria-se um pouco de vácuo”, adiciona ele. O problema é que em aplicações médicas delicadas, como cirurgias de pulmão, é importante não mudar a pressão e nem introduzir gases novos. “Nesse caso a luz seria um dispositivo de sucção”, observa o pesquisador, “então a pressão não se alteraria de forma nenhuma, apenas a luz”.
As ideias anteriores para um “raio atrator” geralmente se concentravam em criar novos campos gravitacionais para arrastar objetos e aquecer o ar para criar diferenças de pressão ou induzir cargas elétricas e magnéticas em objetos, para que eles se movessem na direção de um raio laser.
A proposta mais recente faz proveito de um fenômeno chamado pressão negativa de radiação. O físico russo Victor Veselago teorizou sobre a existência desse fenômeno em seu artigo de 1967, sobre materiais com uma propriedade incomum chamada de índice de refração negativo. Um índice de refração é um número que descreve a forma com que a luz é curvada quando passa por uma lente de vidro ou outro meio – quando o artigo foi publicado ninguém sabia se esse número poderia ser negativo em algum material. Nas últimas décadas, porém, várias equipes de pesquisadores provaram que a refração negativa pode ocorrer em substâncias especificamente produzidas, chamadas de metamateriais, o que levou a capas de invisibilidade limitada e a “super” lentes livres de distorção.
O mecanismo de pressão negativa de radiação depende de dois aspectos das ondas de luz: suas velocidades de fase e de grupo. Uma onda de luz consiste em grupos de ondas menores; a velocidade de grupo é a velocidade e direção do grupo de ondas em geral. A velocidade de fase, por sua vez, refere-se à velocidade e direção de um ponto em uma das ondas constituintes. A energia eletromagnética da onda de luz acompanha a direção da velocidade de grupo, enquanto o efeito da onda sobre uma partícula vai em direção à velocidade de fase. Se essas duas velocidades apontam em direções diferentes, a pressão negativa de radiação pode surgir.
O uso de metamateriais para mover partículas por meio da pressão negativa de radiação foi limitado porque muitos desses materiais são sólidos, e introduzir um intervalo para partículas eliminaria a pressão negativa de radiação. Além disso, todos os metamateriais atuais contêm metais, que absorvem energia eletromagnética, o que torna o efeito atrativo sobre partículas desprezível.
Em vez de usar metamateriais, a equipe do Technion propõe um guia de ondas feito de materiais com uma propriedade chamada de birrefringência para criar os efeitos ópticos necessários. A birrefringência, que ocorre naturalmente em cristais como quartzo e calcita, descreve materiais que têm índices de refração múltiplos dependendo da direção em que a luz entre neles. Se colocarmos um cristal de calcita sobre um jornal, a imagem ficará dobrada.
O projeto de Segev e seu grupo usa camadas de materiais com diferentes tipos de birrefringência, além de espelhos especialmente projetados, para fazer um modelo prático de como a pressão negativa de radiação pode ser alcançada. Nesse guia de ondas as velocidades de grupo e de fase não se moveriam em direções opostas. Além disso, ele inclui um grande intervalo entre as camadas. Esse intervalo, que não interfere com as propriedades ópticas do material, permite a introdução de partículas para serem puxadas para o guia de ondas. “É como um sanduíche”, compara Segev.
O projeto proposto pode usar uma variedade de materiais birrefringentes, que são disponíveis e não contêm metais, e por isso não roubam muita energia da luz. Além disso, apesar de os materiais birrefringentes que seriam usados terem apenas micrômetros de espessura, o intervalo teria milímetros de largura, permitindo que partículas relativamente grandes fossem manipuladas pela luz.
Viktor Podolskiy, um físico da University of Massachusetts Lowell, que não fez parte da pesquisa, explica que tanto a abordagem dos metamateriais quanto a da birrefringência resolvem problemas diferentes na criação de pressão negativa de radiação e têm vantagens e desvantagens diferentes. “Os metamateriais resolvem vários problemas quando se tenta confinar a luz a espaços menores, especiais”, elucida Podolskiy. Em contraste, a abordagem da birrefringência “faz o oposto: traz a refração negativa para o nível de objetos de grande escala”. As duas abordagens podem vir a ter aplicações práticas.
Jack Ng, professor assistente de pesquisa da Hong Kong University de Ciência e Tecnologia que trabalhou na proposta do raio atrator envolvendo a indução de cargas, aponta que o estudo pode ter algumas ideias interessantes, mas também algumas falhas. Por exemplo, apesar de o grupo ter mostrado que a transferência de energia pode ser negativa, “não mostrou que a força pode ser negativa”. Em outras palavras, as partículas podem não se mover.
De qualquer forma, existem várias ideias sobre a geração de pressão negativa de radiação no papel; o laboratório de Segev sequer têm os recursos necessários para criar o guia de ondas proposto. Segev, no entanto, diz que várias empresas podem produzir os materiais necessários e que os pesquisadores esperam encontrar uma delas em breve para poderem testar seu projeto experimentalmente. Até lá, as partículas terão que esperar para sentirem a emoção de serem levadas para a luz.
Flickr/alanymchan
Nova proposta de “raio atrator” aproveitaria a energia da luz.
Fonte : Inovação Tecnológica
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Universo: Teia cósmica tem fios de matéria escura
Eclipse científico
A virtual descoberta do bóson de Higgs praticamente eclipsou uma descoberta igualmente expressiva no campo da cosmologia.
Jörg Dietrich e seus colegas da Universidade Observatório de Munique, na Alemanha, afirmam ter detectado componentes de matéria escura entre dois super-aglomerados de galáxias a 2,7 bilhões de anos-luz de distância da Terra.
É a primeira vez que se detecta claramente o "esqueleto" de matéria escura que permeia a teia cósmica de matéria no Universo.
E, o que é mais interessante, esse esqueleto aparece justaposto com a distribuição de matéria comum, permitindo uma comparação sem precedentes entre as duas fontes de gravidade.
Teia cósmica
A matéria comum forma uma teia no espaço, com galáxias e aglomerados de galáxias interligados por filamentos de gases quentes muito tênues – mas formados por átomos de matéria comum.
É necessário lembrar que, apesar de galáxias e aglomerados de galáxias serem estruturas descomunais, a maior parte do que chamamos "cosmos" é um imenso espaço vazio. Como esses filamentos se espalham por distâncias imensas, os cálculos indicam que eles contêm mais da metade de toda a matéria do Universo.
Assim, um espaço aparentemente vazio ganha uma estrutura graças à presença desses filamentos.
A gravidade produzida por eles, contudo, indica que esses filamentos não podem ser feitos apenas de matéria bariônica – a nossa matéria comum, que compõe 4% da massa do Universo.
Eles possuem um fortíssimo componente de matéria escura – essa "alguma coisa" invisível que compõe 85% da massa do Universo.
Filamento de matéria escura
Mas ninguém até hoje havia conseguido identificar o componente de matéria escura de um filamento.
Dietrich e seus colegas encontraram-no no filamento que une os aglomerados Abell 222 e Abell 223 – dois aglomerados de galáxias pertencentes ao catálogo criado pelo astrônomo George Abell em 1958, que contém 2712 enxames de galáxias.
A forte gravidade do filamento que une os dois aglomerados funciona como uma lente para a luz que vem de galáxias mais distantes em direção à Terra.
Os pesquisadores usaram essa luz para calcular a massa e o formato do filamento.
Raios X emitidos pelo gás quente de matéria comum mostram que essa matéria está distribuída ao longo de todo o filamento, mas compondo apenas cerca de 9% de sua massa.
Simulações em computador mostraram que outros 10% de massa podem ser atribuídos às estrelas e galáxias visíveis.
O resto só pode ser "parte de uma rede matéria escura que conecta aglomerados de galáxias através do Universo, disse Dietrich.
Estrutura do Universo
Astrônomos já haviam usado uma técnica semelhante para traçar um mapa da distribuição da matéria escura no interior de um outro aglomerado de galáxias, o Abell 1689.
Mas esta é a primeira vez que se detecta a matéria escura nas "interligações" de matéria comum.
A possibilidade de fazer um mapa mostrando matéria comum e matéria escura juntas pode mostrar a inter-relação entre as duas e ajudar a determinar se a matéria escura é formada por partículas "frias" (de movimento lento) ou por partículas "quentes" (de movimento rápido).
E isso serve para dar a dimensão da importância dessa observação, uma vez que ela pode ajudar os astrofísicos a entender a estrutura do Universo e, usando a mesma técnica, tentar descobrir o que compõe essa substância invisível conhecida como matéria escura.
Os cálculos indicam que os filamentos que unem os aglomerados de galáxia contêm mais da metade de toda a matéria no Universo. [Imagem: Dietrich et al./Nature]
Bibliografia:
A filament of dark matter between two clusters of galaxies
Jörg P. Dietrich, Norbert Werner, Douglas Clowe, Alexis Finoguenov, Tom Kitching, Lance Miller, Aurora Simionescu
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature11224
Fonte : Inovação Tecnológica
Físicos Declaram Vitória na Caça ao Higgs
Agora pesquisadores precisam determinar a identidade exata da nova partícula
EXPERIMENTO ATLAS © 2012 CERN
O experimento Atlas observou um novo tipo de bóson decaindo em quatro elétrons – um bom indicador de que é a partícula de Higgs.
Físicos anunciaram hoje ter visto um claro sinal do bóson de Higgs – uma parte fundamental do mecanismo que dá massa a todas as partículas.
Dois experimentos independentes apresentaram seus resultados hoje de manhã no Cern, o laboratório europeu de física de altas energias perto de Genebra, na Suíça. Ambos mostram evidências convincentes de um novo bóson pesando cerca de 125 gigaeletronvolts, que até o momento está de acordo com as previsões sobre o Higgs feitas anteriormente por físicos teóricos.
“Como leigo eu diria: ‘Acho que encontramos’. Vocês concordam?”, perguntou o diretor geral do Cern, Rolf-Dieter Heuer, ao auditório lotado. Os físicos reunidos explodiram em aplausos.
“É realmente incrível isso ter acontecido durante minha vida”, declarou Peter Higgs, o teórico que empresta seu nome ao bóson, lutando para não chorar diante da plateia.
O anúncio surge quase 50 anos após Higgs e quatro outros teóricos preverem a existência do bóson. A partícula foi originalmente invocada para explicar porque partículas chamadas de bósons W e Z têm massa, enquanto fótons – partículas de luz – não têm. Os bósons W e Z são os mediadores da força nuclear fraca (que governa certos tipos de decaimento radioativo), e os fótons da força eletromagnética. Então, explicando a diferença em suas massas, o bóson de Higgs permitiu que os físicos unificassem as duas forças em uma única força “eletrofraca”.
Dessa forma, o modelo padrão da física de partículas é baseado na existência de algo como uma partícula de Higgs. Com o passar dos anos, medições de outras partículas verificaram o modelo com precisão impressionante, apoiando a ideia da existência do Higgs, explica Tom Kibble, do Imperial College London, outro teórico a prever a partícula pela primeira vez. “A coisa toda não se encaixaria bem se ele não existisse”.
O anúncio de hoje é visto como uma forte confirmação do modelo e uma vitória para os dois experimentos do Grande Colisor de Hádrons (LHC, em inglês). De aproximadamente 500 trilhões de colisões, “o sinal que estamos vendo têm dezenas de partículas”, apontou Joe Incandela, porta-voz do experimento Solenóide Compacto de Múons (CMS, em inglês). O feito é equivalente a encontrar alguns grãos específicos dentro de uma piscina olímpica cheia de areia. “Estou extremamente orgulhoso de ter colaborado com o que foi feito”, adiciona Incandela.
Heuer põe a possibilidade de as medidas serem falhas estatísticas na ordem de uma em um milhão – em termos físicos, por volta de 5 sigma.
As maneiras com que a nova partícula interage com outras é consistente com o que era esperado para um bóson de Higgs, ainda que medições adicionais sejam necessárias para determinar sua identidade. De acordo com Incandela, os físicos vão querer determinar, em particular, se o novo bóson tem spin zero como previsto.
A forma com que a nova partícula decai em outras também será fundamental para verificar sua natureza exata. No momento, o novo bóson já parece estar decaindo em pares de raios gama um pouco mais frequentemente do que o previsto pelas teorias, destacou Bill Murray, físico do Atlas, outro experimento envolvido na descoberta. O pesquisador reforça, no entanto, que é importante lembrar que os dados ainda são muito preliminares.
Segundo Heuer, o LHC funcionará por três meses além do que foi planejado originalmente, para tentar responder a algumas dessas perguntas no ano que vem. “É o início de uma longa jornada”, reforça ele.
Fonte : SCIAM
Evidência de Maré sob a Gelada Crosta de Titã
Novos resultados classificam lua de Saturno como um dos grandes satélites com oceanos
por Sid Perkins e revista Nature
Dados coletados pela sonda Cassini, da Nasa, enquanto passava repetidamente por Titã, a maior lua de Saturno, oferecem a melhor evidência de que o enfumaçado satélite tem um grande oceano em forma líquida se movendo sob sua grossa camada de gelo.
Durante a órbita de 16 dias de Titã ao redor de Saturno, a distância entre a lua e seu planeta vai de pouco menos de 1,19 milhões quilômetros a quase 1,26 milhões quilômetros – uma disparidade que gera marés que flexionam a superfície da lua, de acordo com Luciano Iess, cientista planetário da Sapienza University de Roma. Estimativas do tamanho dessas marés e de seus efeitos podem fornecer pistas sobre a estrutura interna da lua, explica ele.
Desde que começou a orbitar Saturno, em julho de 2004, a Cassini já passou por Titã mais de 80 vezes. Para esse estudo, Iess e seus colegas analisaram como a gravidade da lua fez a Cassini acelerar quando se aproximava de Titã e em seguida desacelerar enquanto recuava durante seis desses sobrevoos. Como Titã ocupava locais diferentes de sua órbita durante cada passagem, a equipe de pesquisadores poderia usar os dados dessas visitas para discernir variações sutis no campo gravitacional da lua enquanto ela se movia ao longo de sua órbita. Essas variações foram criadas por mudanças na forma de Titã – que, por sua vez, foram disparadas pelas flexões de maré na superfície da lua.
As análises da equipe sugerem que a superfície da lua pode subir e descer até 10 metros a cada órbita, aponta Iess. Esse nível de alteração sugere que o interior de Titã é relativamente deformável, relata a equipe na Science. Vários modelos da estrutura interna da lua sugerem essa flexibilidade – incluindo um modelo em que Titã é sólida, mas macia e escorregadia por dentro. Mas os pesquisadores discutem se o modelo mais provável de Titã é aquele em que uma camada de gelo com dezenas de quilômetros de espessura flutua sobre um oceano global. As descobertas da equipe, em conjunto com os resultados de estudos anteriores, sugerem que o oceano de Titã possa estar a não mais de 100 km da superfície do planeta.
Derretendo o meio
“Esse é um resultado empolgante, que coloca Titã firmemente no grupo de grandes satélites com oceanos”, comemora Robert Pappalardo, cientista planetário do Jet Propulsion Laboratory em Pasadena, na Califórnia. Cientistas já haviam inferido a presença de oceanos abaixo das superfícies geladas de vários satélites, incluindo Encélado, outra lua de Saturno, e Europa, que orbita Júpiter.
A flexão de maré da camada gelada de Titã não forneceria calor suficiente para manter a subsuperfície do oceano líquida, aponta Jonathan Lunine, cientista planetário da Cornell University em Ithaca, no estado de Nova York, e coautor do estudo. Mas a energia liberada pelo decaimento de elementos radioativos no núcleo da lua, as reações químicas que desidratam muitos dos silicatos ali presentes e as pequenas quantidades de amônia que podem manchar o oceano ajudariam a evitar que congelasse, ressalta o pesquisador.
Essa flexão de maré, porém, poderia servir de explicação para a presença de metano na atmosfera de Titã, mesmo que o gás seja normalmente destruído por reações químicas produzidas pela luz do Sol, pondera Lunine. Depósitos de gelo rico em metano nas porções superiores da crosta de Titã seriam aquecidos o suficiente pela flexão para liberarem o gás, assim reabastecendo as concentrações atmosféricas do gás dessa lua. Em seguida isso cairia na forma de chuva sobre lagos e oceanos de metano na superfície.
“Mas isso é apenas uma ideia, porque cientistas ainda não mediram concentrações de metano próximas da superfície [de Titã]”, destaca Lunine. “Não há indícios de sua localização”.
Essa evidência poderia estar disponível em breve. A missão Titan Mare Explorer (TiME), uma das três candidatas que a Nasa está considerando lançar no fim da década, liberaria uma cápsula flutuante e recheada de instrumentos em um dos grande mares de metano no hemisfério norte de Titã para estudar os processos químicos e físicos que acontecem por lá. “Até agora só vimos algo durante sobrevoos”, lembra Lunine.
Nasa
Fonte : SCIAM
Muito barulho por nada
A ciência se aproxima de descobrir por que existe algo em vez de nada
por Michael Shermer
Por que existe algo em vez de nada? Essa é uma daquelas questões profundas difíceis de responder. Ao longo de milênios, os humanos simplesmente disseram “Foi Deus quem fez”: um criador precedeu o Universo e o criou a partir do nada. Mas isso levanta a pergunta de quem criou Deus – e se Deus não precisar de um criador, a lógica dita que o Universo também não precisa. A ciência lida com causas naturais (não sobrenaturais) e por isso permite várias maneiras de explorar de onde é que o “algo” veio.
Universos múltiplos
Há muitas hipóteses de multiversos que nos mostram como o Universo poderia ter nascido a partir de outro. Nosso Universo pode ser, por exemplo, apenas um entre vários universos-bolha com diferentes leis naturais, que produziriam estrelas, com algumas delas colapsando em buracos negros e tendo peculiaridades que dariam origem a novos universos – de maneira similar à singularidade que os físicos acreditam ter dado origem ao Big Bang.
Teoria-M
No livro The Grand Design (O grande projeto), escrito em 2010 com Leonard Mlodinow, Stephen Hawking elege a “Teoria-M” (uma extensão da teoria de cordas que inclui 11 dimensões) como “a única candidata à teoria completa do universo. Se for finita – e isso ainda terá que ser provado – será o modelo de um universo que cria a si mesmo”.
Criação de espuma quântica
O “nada” do vácuo espacial na verdade é feito de turbulências espaço-temporais subatômicas em distâncias extremamente pequenas, mensuráveis na escala de Plank – a distância na qual a estrutura do espaço-tempo é dominada pela gravidade quântica. Nessa escala, o princípio da incerteza de Heisenberg permite que a energia decaia brevemente em partículas e antipartículas, produzindo “algo” a partir do “nada”. O nada é instável. Em seu novo livro, A Universe from Nothing, o cosmólogo Laurence M. Kraus tenta ligar a física quântica à teoria da relatividade geral de Einstein para explicar a origem de um Universo dessa maneira: “Na gravidade quântica, os universos podem aparecer espontaneamente, e de fato sempre o farão. Esses universos não precisam estar vazios, mas podem conter matéria e radiação desde que sua energia total, incluindo a energia negativa associada à gravidade (contrabalanceando a energia positiva da matéria), seja zero”. Além disso, “para universos fechados que podem ser criados a partir desses mecanismos para durar mais do que intervalos infinitesimais de tempo, algo como a inflação se faz necessário”. As observações mostram que o Universo é de fato plano (há matéria suficiente para desacelerar sua expansão, mas não detê-la), tem energia total zero e passou por uma rápida inflação, ou expansão, logo após o Big Bang, como descrito pela cosmologia inflacionária. “A gravidade quântica não apenas parece permitir que universos sejam criados a partir do nada – ou seja, da ausência de espaço e tempo –, ela pode precisar que seja assim. O ‘nada’ – nesse caso a ausência de espaço, de tempo, de tudo! – é instável”.
As outras hipóteses também são testáveis. A ideia de que novos universos possam surgir de buracos negros em colapso pode ser esclarecida a partir de conhecimentos adicionais sobre as propriedades de buracos negros, que estão sendo estudadas. Outros universos-bolha podem ser detectados nas sutis variações de temperatura da radiação cósmica de fundo deixada pelo Big Bang de nosso Universo. A Sonda Anisotrópica de Micro-ondas Wilkinson (WMAP, em inglês) está coletando dados sobre essa radiação. Além disso, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (LIGO, em inglês) foi projetado para detectar ondas gravitacionais excepcionalmente fracas. Se existem outros universos, talvez rugas em ondas gravitacionais indiquem sua presença. Talvez a gravidade seja uma força relativamente tão fraca (se comparada ao eletromagnetismo e às forças nucleares) porque parte dela “vaza” para outros universos. Mesmo que Deus seja visto como o criador das leis da Natureza que fizeram o Universo (ou multiverso) surgir a partir do nada – se essas leis forem determinísticas –, então Deus não teve escolha na criação do Universo, e por isso não foi necessário. De qualquer forma, por que deveríamos nos voltar para o sobrenatural quando nossa compreensão do natural ainda está em seus estágios iniciais? Seríamos sábios ao seguir esse princípio cético: antes de dizer que algo não é deste mundo, certifique-se de que não seja deste mundo.
©Kevin Carden/ Shutterstock
Fonte : SCIAM