abril 2016
Ciência Na Frente
Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande
A deteção das ondas gravitacionais uma nova janela sobre o Universo
Há muito muito tempo, numa galáxia distante, muito distante, dois buracos negros iniciaram uma dança cósmica inicialmente lenta e à distância, depois cada vez mais rápida e próxima. Rodarem em espiral, um à volta do outro, durante um período que durou milhares de milhões de anos. Esta coreografia terminou abruptamente com a colisão destes dois corpos, fundindo-se num buraco negro mais maciço.
Durante este bailado, e sobretudo durante a última fração de segundo, o tecido do espaço-tempo vibrou fortemente, e essas vibrações propagaram-se à velocidade da luz através do cosmos. 1,3 mil milhões de anos mais tarde, a 11 de fevereiro de 2016, as equipas dos projetos LIGO e Virgo anunciaram que tinham detetado "ondas gravitacionais", cuja existência tinha sido predita em 1916 por Albert Einstein. Chamam-se "gravitacionais" porque a teoria da relatividade geral, que acaba de completar cem anos, descreve a gravidade como uma manifestação da deformação do espaço-tempo.
Este acontecimento é histórico. Foi necessário um século para ultrapassar os desafios quer teóricos, quer experimentais, para se detetarem as ondas gravitacionais. Desde 1905, ao estudar um modelo incompleto da gravidade, incluindo a invariância da velocidade da luz, Henri Poincaré já invocava a noção de "onda gravítica". Mas é no quadro da relatividade geral que Einstein lançou a hipótese mais convincente de ondas gravitacionais. Os físicos levaram várias décadas a desenvolver os utensílios matemáticos para estudar estas ondas e compreender como seria possível detetá-las.
Em 1974, os americanos Joseph Taylor e Russel Hulse apresentaram a primeira prova indireta da existência das ondas gravitacionais. Descobriram o sistema binário PSR B1913+16, que contem um pulsar (uma estrela de neutrões que emite ondas eletromagnéticas de forma regular, sendo um sinal util para efetuar medições precisas), mostrando que o período de revolução do sistema diminuía lentamente (os dois corpos iam-se aproximando um do outro) já que perdiam energia, de acordo com os cálculos da relatividade geral, onde se diz que a energia se dissipa sob a forma de ondas gravitacionais. Os dois investigadores receberam o prémio Nobel da física em 1993 por este trabalho.
Faltava detetar directamente as ondas gravitacionais. A pista mais prometedora era utilizar um interferómetro gigante, conceito imaginado nos anos 1960 e que conheceu um melhoramento decisivo nos anos 1970 sob o impulso de Reiner Weiss, do MIT (Instituto de Tecnologia do Massachusetts), nos Estados Unidos. Uma primeira geração destes dispositivos foi posta a funcionar nos anos 2000 com o TAMA300, no Japão, GEO600, na Alemanha, LIGO, nos Estados Unidos (situado em dois locais diferentes separados por milhares de quilómetros, um em Livingston, no Louisiana e outro em Hanford, no estado de Washington) e Virgo, uma experiência franco-italiana instalada próximo de Pisa.
Estas experiências não observaram ondas, mas elas abriram a via a melhorias técnicas que permitiram aumentar a sensibilidade dos detetores do Advanced LIGO (Observatório de ondas gravitacionais por interferómetro laser), operacional desde setembro 2015 e Advanced Virgo, que começou a obter dados a partir de 2016.
O sinal tão esperado foi detetado em 14 de setembro de 2015, às 10h 51min (hora de Lisboa) pelos dois detetores gémeos da experiência Advanced LIGO. Este sinal entrou na história com o nome GW150914, forjado com a data e a abreviatura de Gravitational Wave (onda gravitacional). A análise dos dados foi assegurada pelas equipas do LIGO e do Virgo, sendo a descoberta atribuída às duas colaborações.
O sinal GW150914 é na realidade uma dupla descoberta: é a primeira deteção direta de ondas gravitacionais, mas também a confirmação da existência dos sistemas binários de buracos negros. Estes objetos com uma densidade extrema, curvam o seu ambiente circundante de tal forma que nada lhes escapa, nem mesmo a luz. Assim, os sistemas binários de buracos negros isolados não emitem nenhuma radiação e não podem ser detetados senão pela emissão de ondas gravitacionais.
Durante este bailado, e sobretudo durante a última fração de segundo, o tecido do espaço-tempo vibrou fortemente, e essas vibrações propagaram-se à velocidade da luz através do cosmos. 1,3 mil milhões de anos mais tarde, a 11 de fevereiro de 2016, as equipas dos projetos LIGO e Virgo anunciaram que tinham detetado "ondas gravitacionais", cuja existência tinha sido predita em 1916 por Albert Einstein. Chamam-se "gravitacionais" porque a teoria da relatividade geral, que acaba de completar cem anos, descreve a gravidade como uma manifestação da deformação do espaço-tempo.
Este acontecimento é histórico. Foi necessário um século para ultrapassar os desafios quer teóricos, quer experimentais, para se detetarem as ondas gravitacionais. Desde 1905, ao estudar um modelo incompleto da gravidade, incluindo a invariância da velocidade da luz, Henri Poincaré já invocava a noção de "onda gravítica". Mas é no quadro da relatividade geral que Einstein lançou a hipótese mais convincente de ondas gravitacionais. Os físicos levaram várias décadas a desenvolver os utensílios matemáticos para estudar estas ondas e compreender como seria possível detetá-las.
Em 1974, os americanos Joseph Taylor e Russel Hulse apresentaram a primeira prova indireta da existência das ondas gravitacionais. Descobriram o sistema binário PSR B1913+16, que contem um pulsar (uma estrela de neutrões que emite ondas eletromagnéticas de forma regular, sendo um sinal util para efetuar medições precisas), mostrando que o período de revolução do sistema diminuía lentamente (os dois corpos iam-se aproximando um do outro) já que perdiam energia, de acordo com os cálculos da relatividade geral, onde se diz que a energia se dissipa sob a forma de ondas gravitacionais. Os dois investigadores receberam o prémio Nobel da física em 1993 por este trabalho.
Faltava detetar directamente as ondas gravitacionais. A pista mais prometedora era utilizar um interferómetro gigante, conceito imaginado nos anos 1960 e que conheceu um melhoramento decisivo nos anos 1970 sob o impulso de Reiner Weiss, do MIT (Instituto de Tecnologia do Massachusetts), nos Estados Unidos. Uma primeira geração destes dispositivos foi posta a funcionar nos anos 2000 com o TAMA300, no Japão, GEO600, na Alemanha, LIGO, nos Estados Unidos (situado em dois locais diferentes separados por milhares de quilómetros, um em Livingston, no Louisiana e outro em Hanford, no estado de Washington) e Virgo, uma experiência franco-italiana instalada próximo de Pisa.
Estas experiências não observaram ondas, mas elas abriram a via a melhorias técnicas que permitiram aumentar a sensibilidade dos detetores do Advanced LIGO (Observatório de ondas gravitacionais por interferómetro laser), operacional desde setembro 2015 e Advanced Virgo, que começou a obter dados a partir de 2016.
O sinal tão esperado foi detetado em 14 de setembro de 2015, às 10h 51min (hora de Lisboa) pelos dois detetores gémeos da experiência Advanced LIGO. Este sinal entrou na história com o nome GW150914, forjado com a data e a abreviatura de Gravitational Wave (onda gravitacional). A análise dos dados foi assegurada pelas equipas do LIGO e do Virgo, sendo a descoberta atribuída às duas colaborações.
O sinal GW150914 é na realidade uma dupla descoberta: é a primeira deteção direta de ondas gravitacionais, mas também a confirmação da existência dos sistemas binários de buracos negros. Estes objetos com uma densidade extrema, curvam o seu ambiente circundante de tal forma que nada lhes escapa, nem mesmo a luz. Assim, os sistemas binários de buracos negros isolados não emitem nenhuma radiação e não podem ser detetados senão pela emissão de ondas gravitacionais.
Fonte: Pour la Science - abril 2016 - n.º 462, p. 28 - Sean Bailly (adaptado)
7 - Lua no perigeu - 19:00
18 - Júpiter a 2ºN da Lua - 06:00
21 - Lua no apogeu - 17:00
25 - Marte a 5ºS da Lua - 05:00
Onde se esconde o nono planeta?
Um nono planeta, dez vezes mais maciço do que a Terra, esconder-se-á nos confins do Sistema Solar. Esta hipótese explicaria a repartição de certos corpos que existem para lá da órbita de Neptuno. Já se caracterizou a trajetória deste suposto planeta, mas ignora-se onde se encontra a sua órbita.
Para restringir a zona a explorar, Agnès Fienga e os seus colegas, do observatório da Côte d'Azur, tiveram a ideia de utilizar a sonda Cassini, que se encontra na órbita de Saturno desde 2004. Compararam a evolução da distância Terra-Saturno, medida pela sonda durante mais de dez anos, e que revelará a presença do nono planeta, que se pensa que perturba ligeiramente a trajetória do gigante gasoso. Os investigadores mostraram assim que as medições estão mais de acordo com os resultados teóricos se o novo planeta se encontrar atualmente em certas partes da sua órbita. Essas serão as regiões a examinar prioritariamente.
Para restringir a zona a explorar, Agnès Fienga e os seus colegas, do observatório da Côte d'Azur, tiveram a ideia de utilizar a sonda Cassini, que se encontra na órbita de Saturno desde 2004. Compararam a evolução da distância Terra-Saturno, medida pela sonda durante mais de dez anos, e que revelará a presença do nono planeta, que se pensa que perturba ligeiramente a trajetória do gigante gasoso. Os investigadores mostraram assim que as medições estão mais de acordo com os resultados teóricos se o novo planeta se encontrar atualmente em certas partes da sua órbita. Essas serão as regiões a examinar prioritariamente.
O que posso observar no céu de abril?
7 - Lua no perigeu - 19:00
18 - Júpiter a 2ºN da Lua - 06:00
21 - Lua no apogeu - 17:00
25 - Marte a 5ºS da Lua - 05:00
Fases da Lua em abril
07 - às 12h 24min - nova
14 - às 04h 59min - crescente
14 - às 04h 59min - crescente
22 - às 06h 24min - cheia
30 - às 04h 29min - minguante
Planetas visíveis a olho nu em abril
MERCÚRIO - Poderá ser visto somente próximo do horizonte, a leste, antes do nascimento do Sol ou a oeste, depois do ocaso do Sol. Será visível de tarde, por volta do instante do fim do crepúsculo civil, de 1 a 30 de abril.
VÉNUS -Pode ser visto como estrela da manhã.
MARTE - Nasce pouco depois da meia-noite na constelação de Ofiúco.
JÚPITER - Pode ser visto na constelação de Leão e pode ser visto toda a noite.
SATURNO - Não visível neste mês.
VÉNUS -Pode ser visto como estrela da manhã.
MARTE - Nasce pouco depois da meia-noite na constelação de Ofiúco.
JÚPITER - Pode ser visto na constelação de Leão e pode ser visto toda a noite.
SATURNO - Não visível neste mês.
Como usar esta grelha:
Coluna Data - data da passagem da Estação;
Coluna Brilho/Luminosidade (magnitude) - Luminosidade da Estação (quanto mais negativo for o número maior é o brilho);
Coluna Hora - hora de inicio, do ponto mais alto e do fim da passagem;
Coluna Altitude - altitude medida em graus tendo o horizonte como ponto de partida 0º;
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Coluna Azimute - a direção da Estação tendo o Norte geográfico como ponto de partida.
Fonte: http://www.heavens-above.com/
Vídeo do Mês
História da Geologia - Episódio 3
Imagem do Mês
NGC 6357: Catedral de estrelas maciças
Quão maciça pode ser uma estrela normal? Estimativas feitas a partir da distância, do brilho e de modelos solares habituais deram a uma estrela no grupo aberto Pismis 24, com 200 vezes a massa do Sol, o estatuto de uma das estrelas mais maciças conhecidas. Esta estrela é o objeto mais brilhante localizado acima da nuvem de gás no centro da imagem. Todavia, uma análise detalhada das imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble mostraram que Pimis 24-1 obtém a sua luminosidade não apenas de uma estrela, mas pelo menos de três. As outras estrelas aproximam-se das 100 vezes a massa do Sol, posicionado-as entre as estrelas mais maciças até agora registadas. Na direção da parte de baixo da imagem, as estrelas estão ainda em formação em associação com as emissões da nebulosa NGC 6357. Parecendo-se com uma catedral gótica, as estrelas energéticas próximas do centro da imagem parecem estar a irromper e a iluminar um espetacular casulo.
Fonte: www.nasa.gov
Fonte: www.nasa.gov
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