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Mais um grande feito da genialidade humana: tocamos num asteroide

Mais um grande feito da genialidade humana foi concretizado hoje, 20/10/2020.

A NASA conseguiu realizar com sucesso a manobra de “Touch-And-Go” (TAG) de sua sonda – OSIRIS-REx – no asteroide Bennu, que atualmente se encontra a mais de 320 milhões de KM da Terra.

Imagem 1. Concepção artística da sonda OSIRIS-REx orbitando o asteroide Bennu. Crédito da imagem: NASA.

O TAG é o procedimento em que a nave praticamente toca o solo do asteroide – que tem baixíssima gravidade – para em seguida disparar jatos de gás nitrogênio com o objetivo de levantar fragmentos de rochas e outros materiais para coleta com o seu braço robótico.

O processo de análise para confirmar se realmente o procedimento foi suficiente para a coleta mínima necessária – 60 gramas – de material pode levar até uma semana, mas independente do resultado o feito de hoje foi histórico. Uma vez confirmada a coleta necessária de material, a nave iniciará seu retorno à Terra, com previsão de chegada em 2023, quando os cientistas terão acesso ao material.

Imagem 2. Braço da sonda próximo à superfície do asteroide, em manobra de teste de aproximação realizada anteriormente. Crédito da imagem: NASA.

A sonda OSIRIS-REx possui reserva para realizar mais outras duas tentativas de coleta, caso a manobra de hoje não tenha conseguido amostras suficientes.

“Este foi um feito incrível – e hoje avançamos tanto na ciência quanto na engenharia e em nossas perspectivas para futuras missões para estudar esses misteriosos antigos contadores de histórias do sistema solar”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da Diretoria de Missões científicas da NASA na sede da agência em Washington. “Um pedaço de rocha primordial que testemunhou toda a história do nosso sistema solar pode agora estar pronto para voltar para casa por gerações de descobertas científicas, e mal podemos esperar para ver o que vem a seguir”.

Figura 3. Momento em que a equipe do comando da missão, na NASA, recebeu os dados de telemetria confirmando a manobra com sucesso da sonda OSIRIS-REx.

O objetivo da missão da sonda OSIRIS-REx é chegar a Bennu – um asteroide próximo da Terra – e trazer uma pequena amostra de seu material de volta para estudo em nosso planeta. A missão foi lançada em 8 de setembro de 2016, a partir da Estação da Força Aérea do Cabo Canaveral. Como planejado, a espaçonave chegou a Bennu em 2018 e devolverá uma amostra a Terra em 2023.

Imagem 4. Sonda OSIRIS-REx realizando mapeamento completo no asteroide, desde a sua chegada em 2018, para definição do melhor local para o TAG. Crédito da imagem: NASA.

O asteroide Bennu oferece aos cientistas uma janela para o Sistema Solar primitivo, pois ele se formou há bilhões de anos e pode conter ingredientes primitivos que podem ter ajudado a semear a vida na Terra. A missão é um projeto conjunto da NASA e da Universidade do Arizona.

Imagem 5. Bennu é um asteroide próximo da Terra e atualmente está distante de nós 320 milhões de quilômetros, ou seja, mais de duas vezes a distância da Terra ao Sol. Crédito da imagem: NASA.

“A manobra TAG de hoje foi histórica”, disse Lori Glaze, diretora da Divisão de Ciência Planetária na sede da NASA em Washington. “O fato de termos tocado com segurança e sucesso a superfície de Bennu, além de todos os outros marcos que esta missão já alcançou, é um testemunho do espírito vivo de exploração que continua a descobrir os segredos do sistema solar.”

São acontecimentos como este que mostra a capacidade e a genialidade humana aplicada em prol do conhecimento científico na busca de respostas sobre a origem de nosso sistema solar e dos processos de criação dos planetas e até mesmo da vida. São acontecimentos como este que salvam o ano de 2020. 👍

Fonte: informações obtidas do site oficial da NASA.

Os Buracos Negros são reais: Einstein acertou de novo

Desde os tempos da escola que eu me incomodava com a teoria de gravitação de Newton – aquela que, em resumo, diz ser a gravidade uma “força” que faz com que um corpo com massa maior atraia corpos com menos massa. Sempre me perguntava: “como assim uma força?”. Talvez por terem nos ensinado sobre a Teoria de Newton – e não sobre a Teoria da Relatividade de Einstein, em que a gravidade não é uma “força”, mas sim uma deformidade do tecido do espaço-tempo do Cosmos provocado por corpos massivos – entender o conceito de gravidade não seja assim tão natural para a maioria das pessoas e, por isso, a divulgação da maior notícia científica do ano e uma das mais importantes da história da ciência não tenha ocupado mais do que alguns segundos nos jornais da TV, infelizmente.

Sobre os buracos negros, até então só tínhamos projeções feitas por computadores, baseadas em cálculos matemáticos em cima da Teoria da Relatividade de Einstein, e ainda assim apenas divulgadas no meio científico. A ideia mais próxima de um buraco negro que o público comum pôde vislumbrar foi apresentada no excelente filme “Interestellar”, de 2014, com o fictício buraco negro chamado Gargantua.

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Figura 1. Imagem do buraco negro fictício Gargantua apresentado no filme Interestellar, de 2014.


O primeiro registro real de um buraco negro: Einstein acertou de novo

Saiba, então, que o dia 10 de abril de 2019 entrou para a história da Ciência, pois nessa data foi apresentada ao mundo a primeira fotografia real de um buraco negro, localizado no centro da galáxia M87 (Messier 87, também chamada de Virgo A, distante de nós a aproximadamente 60 milhões de anos-luz na direção da constelação de Virgem).

Os buracos negros – já previstos por Einstein desde o ano de 1915 em sua Teoria Geral da Relatividade – são regiões do espaço tão massivas, mas tão massivas, que nada – nada mesmo – pode escapar, nem mesmo a luz – daí a expressão “buraco negro”, pois não é possível vê-lo diretamente, já que ele não deixa sua luz escapar diante a enorme curvatura do espaço a sua volta provocada por sua gigantesca massa, formando assim uma “singularidade” delimitada por uma superfície denominada “horizonte de eventos”, que marca a fronteira na qual, uma vez penetrada, a matéria não se pode mais voltar.

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Figura 2. Albert Einstein, autor da Teoria Geral da Relatividade, que apresentou uma nova abordagem sobre o que é a gravidade e propondo a existência de buracos negros. Desde 1915 ele já sabia da existência de buracos negros.

Apesar de a teoria de Einstein afirmar claramente a existência de buracos negros desde 1915, ainda não havia uma prova real ou “visível” deste fenômeno, o que levou a várias discordâncias entre cientistas ao longo dos últimos 100 anos sobre a real existência desses colossais corpos massivos pelo universo.  A revelação – em foto e em cores – do buraco negro em M87 mostrou, mais uma vez, que Einstein estava certo e que a sua Teoria da Relatividade é o maior legado científico da humanidade.

Sendo negros por não emitirem luz, como podem ser detectados?

Através da interação com a matéria em sua vizinhança um buraco negro pode se tornar “detectável”, quer seja por meio da observação do movimento de estrelas em uma dada região do espaço ou mesmo pela medição de grande quantidade de radiação emitida quando a matéria proveniente de uma estrela atraída para dentro do buraco negro é aquecida a altas temperaturas no chamado “disco de acreção”, chegando a escapar até mesmo da própria galáxia através do “jato relativístico”.

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Figura 3. As partes de um buraco negro. O que o torna “visível” são o disco de acreção e o jato relativístico. A singularidade – o buraco negro em si – não é visível.

Mas não pense que é assim tão fácil “visualizar” um buraco negro. Muito pelo contrário.
Para capturar a incrível imagem do buraco negro no centro da M87 foi criada uma rede internacional de radiotelescópios formando um gigantesco radiotelescópio virtual equivalente a um telescópio do tamanho do planeta Terra. Esse radiotelescópio foi chamado de Telescópio de Horizonte de Evento (EHT), numa colaboração internacional cujo apoio nos Estados Unidos inclui a National Science Foundation.

Pra você ter uma ideia, anos atrás a NASA chegou a pensar que seria necessária a construção de um telescópio muito grande no espaço para se conseguir um vislumbre da imagem de um buraco negro e mesmo assim sem garantias.  Isso, por si só, dá-nos a noção de quão difícil e incrível foi mais essa façanha da genialidade humana, iniciada em 1915 com a intuição de um gênio – Einstein – e concluída em 2019 com os maiores cientistas da atualidade e da tecnologia de nosso tempo.

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Figura 4. Imagem do centro da galáxia M87 obtida pelo observatório Chandra, da NASA.

Para complementar o EHT, várias naves espaciais da NASA fizeram parte do grande esforço para observar o buraco negro usando diferentes comprimentos de onda da luz. Como parte deste esforço, o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), além do telescópio do Observatório Espacial Neil Gehrels Swift, todos em sintonia com diferentes variedades de luz de raios-x, olharam para o centro da M87 ao mesmo tempo juntamente como o EHT em abril de 2017.

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Figura 5. A galáxia M87 e o registro de um jato relativístico a partir de seu centro feito pelo telescópio espacial Hubble.

Dois anos de captura de dados e uma imagem histórica

Não pense você que toda essa estrutura de telescópios em terra e no espaço foi usada apenas para gerar uma foto JPG do buraco negro. Longe disso, os telescópios e radiotelescópios registraram informações, dos mais variados tipos, que foram guardadas em poderosos computadores com enorme capacidade de armazenamento.  Para ser mais preciso, todas as informações coletadas pelo telescópio virtual do EHT foram somadas em mais de 8 petabytes de dados.  Acredite, isso é muita informação!

Light bulb 8 petabytes equivalem a 8.000 terabytes, ou seja, 8 mil discos rígidos desses que atualmente são usados em computadores pessoais para armazenamento de dados.

Como a Internet não possui a capacidade para a transferência tão grande de dados de um lado para o outro entre os observatórios participantes do EHT espalhados pelo planeta, os mesmos precisaram ser transportados em seus discos rígidos periodicamente entre um continente e outro — processo que, obviamente, não foi nada rápido, além de exigir toda uma logística de segurança no transporte intercontinental.

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Figura 6. Katie Bouman – engenheira do MIT responsável pela criação do algoritmo que levou à geração final da imagem a partir dos 8 petabytes de dados – e parte dos discos rígidos contendo informações sobre o buraco negro obtidas ao longo de 2 anos.

Depois de juntados os discos rígidos, a reunião, comparação, gerenciamento e análise da enorme quantidade de informação foi possível graças a um algoritmo desenvolvido por uma equipe encabeçada por Katie Bouman, engenheira do MIT responsável pela criação do sistema capaz de contabilizar todo o volume de dados obtido pelos telescópios, formando a imagem final.

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Figura 7. A primeira imagem real de um buraco negro, localizado no centro da galáxia M87.


Um buraco negro em nosso quintal cósmico

De acordo com a Teoria de Einstein, buracos negros são comuns no universo. Provavelmente a maior parte das galáxias elípticas e espirais possui no seu centro um buraco negro supermassivo em seu centro. Os buracos negros supermassivos possuem uma massa muito superior aos buracos negros estelares, na ordem dos milhões ou mesmo bilhões de massas solares. Acredita-se que este tipo de buraco negro muito massivo tenha surgido quando o Universo era ainda bem jovem.

Em um artigo publicado em 31 de outubro de 2018 foi anunciada a descoberta de evidências conclusivas de que Sagitário A*, uma fonte de ondas de rádio bastante intensa e situada no centro de nossa galáxia, a Via Lactea,  é um buraco negro. Isso mesmo! Temos um buraco negro na nossa vizinhança, distante a apenas 26 mil anos-luz e com aproximadamente 2 milhões de massas solares.

Espera-se, a partir de agora, com a comprovação da existência dos buracos negros além da teoria, que as técnicas usadas para o registro visual seja avançada, tornando-se mais comum o estudo e compreensão desses gigantes massivos.  Aguardemos, então, o próximo buraco negro a se revelar em foto. Torço para que seja o Sagitário A*.

Um Feliz 2019 Espacial

Em menos de quatro dias – na virada do ano 2018 para 2019 – três grandes feitos da humanidade foram destaques na exploração espacial: a missão OSIRES-REx, que passou a orbitar o asteroide Bennu, tornando-se a primeira sonda a orbitar tão próximo um objeto tão pequeno como o asteroide; a missão New Horizons, que após 3 anos fazer um brilhante e revelador sobrevoo por Plutão, agora atinge o Ultima Thule, um corpo espacial nos confins do Sistema Solar e que se acredita ser originário dos primeiros momentos do nosso sistema planetário; e por último o inédito feito chinês, que pousou sua sonda Chang’e-4 no lado oculto de nossa Lua, sendo a primeira sonda espacial a pousar no até então inexplorado território lunar.

OSIRES-REx e o asteroide Bennu: na virada do ano para 2019

Enquanto a humanidade comemorava a virada para o ano novo uma equipe da NASA aguardava ansiosa os dados de telemetria que comprovariam que a nave da missão OSIRES-REx entrara em órbita do asteroide Bennu, a 110 milhões de quilômetros da Terra, fazendo do asteroide Bennu o menor objeto a ser orbitado por uma nave espacial.

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Figura 1. Asteroide Bennu em rotação capturado pela sonda OSIRES-REx.

A órbita do OSIRIS-REx marca um salto para a humanidade. Nunca antes uma espaçonave circulou tão perto de um pequeno objeto espacial com suficiente gravidade para manter um veículo em uma órbita estável. A nave espacial circundará Bennu a uma distância de incríveis 1,75 quilômetros (isso é menor que uma pista de pouso de um aeroporto), mais perto do que qualquer outra nave chegou de qualquer objeto de estudo celestial.

Agora que a nave OSIRIS-REx está mais perto de Bennu, detalhes físicos sobre o asteroide serão revelados através de fotografias com melhor resolução e foco mais nítido, tornando a visita da nave espacial a esse monte de escombros de detritos primordial cada vez mais reveladora. Aguardemos.

New Horizons e o Ultima Thule: 1º de Janeiro de 2019

A nave da missão New Horizons, que ficou famosa por seu sobrevoo espetacular no planeta-anão Plutão em 2015 – clique aqui e veja meu artigo sobre a passagem da New Horizons por Plutão – realizou mais um feito inédito: realizou com sucesso um sobrevoo num objeto do cinturão de Kuiper – o 2014 MU69, também referido como Ultima Thule – distante a incríveis 6,6 bilhões de km da Terra, já nos confins do Sistema Solar.

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Figura 2. Como o Ultima Thule era visto antes da New Horizons: um pequeno e pálido ponto de luz na imensidão do espaço.

O Ultima Thule tem 32 km de comprimento e leva 295 anos terrestres para dar uma volta no Sol e se tornou, desde o dia 1º de janeiro de 2019, o corpo celeste mais distante já visitado por um artefato humano.

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Figura 3. Ultima Thule fotografado pela New Horizons na madrugada de 1º de janeiro de 2019 (imagem de confirmação, ainda em baixa resolução). Fotos com melhor resolução chegarão em semanas e meses após o sobrevoo.

O Cinturão de Kuiper

É uma região nos confins do Sistema Solar, além da órbita do planeta Netuno, distante entre 30 UA e 50 UA, e contém milhares de pequenos corpos, estes com formação semelhante à dos cometas.

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Figura 4. Aspecto do Sistema Solar e a posição do Ultima Thule, bem além da órbita de Plutão.

Light bulb Cada UA (Unidade Astronômica) equivale a distância entre a Terra e o Sol, ou seja, 150 milhões de km aproximadamente.

Chang’e-4 e o Lado Oculto da Lua: 3 de janeiro de 2019

No dia em que publico este artigo, instantes atrás, o programa espacial chinês consegue realizar um feito inédito: pousou, pela primeira vez, uma sonda espacial no lado oculto da Lua.

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Figura 5. Registro inédito do solo do lado oculto da Lua feito pela sonda Chang’e-4 da China no dia 3 de janeiro de 2019.

O lado oculto da Lua é assim chamado por nunca se mostrar visível para nós, a partir da Terra, uma vez que o período do movimento de rotação da Lua é exatamente igual ao seu movimento de revolução (a volta que a Lua dá em torno da Terra).

Devido ao regime fechado do governo chinês, poucas informações são compartilhadas – diferentemente da NASA – e por isso o que se sabe a respeito da missão é que a pioneira, a Chang’e-4 irá realizar estudos de observação astronômica de rádio de baixa frequência, análise de terreno e relevo, detecção de composição mineral, entre outras ações para estudar o meio ambiente no lado oculto da Lua.

De toda forma está de parabéns a China pelo feito inédito, esperando que as descobertas científicas da missão possam ser compartilhadas com cientistas de todo o planeta.

Se depender do ritmo dos 3 dias iniciais, o ano de 2019 promete. Que tenhamos cada vez mais sucesso e avanço na exploração espacial.