dezembro 2018

Ciência Na Frente

Do Infinitamente Pequeno ao Infinitamente Grande

Gás muito perto do buraco negro

     Uma equipa internacional de investigadores, incluindo membros do CNRS e dos observatórios de Paris e de Grenoble, apresentaram uma prova suplementar, e das mais convincentes, de que o centro da Via Láctea está ocupado por um buraco negro super maciço. Os astrofísicos utilizaram as observações muito precisas do instrumento Gravity, que combina por interferometria a luz recebida de quatro telescópios do VLT, o Very Large Telescope da ESO (o observatório austral europeu), situado no Chile.

     A fonte de infravermelhos Sagittarius A*, situada no centro da nossa Galáxia, já dava indicações de que estava associada a um buraco negro super maciço, com cerca de 4 milhões de massas solares. Mas como ter a certeza disso? A radiação dessa fonte estaria ligada à presença de um disco de acreação, um disco de matéria (gás) que se acumulava à volta do buraco negro.Por causa das fricções do disco, a matéria aquece e emite uma forte radiação eletromagnética. Mas a resolução dos instrumentos utilizados  até agora não permitia estudar o disco detalhadamente. Graças ao Gravity, os astrofísicos detetaram três emissões de infravermelhos muito luminosas e transitórias, os chamados «pontos quentes». A precisão dos instrumentos permitiu aos investigadores seguirem o seu movimento orbital e deduzir a sua velocidade: estes pontos quentes deslocam-se a cerca de 30% da velocidade da luz, a uma distância muito curta do centro da Sagittarius A*. A simulação da imagem acima, reproduz os movimentos do gás à volta do buraco negro e as emissões a ele associadas (em vermelho).

     O raio da órbita dos pontos quentes determina um limite máximo do tamanho do objeto situado no centro da Sagittarius A*. O raio máximo é pouco mais do que três vezes superior ao de um buraco negro teórico com cerca de 4 milhões de massas solares. Ora, para além dos buracos negros, os físicos não conhecem estados de matéria assim tão compactos. É por isso um indício muito forte  que Sagittarius A* é certamente um buraco negro.

Fonte: Pour la Science - dezembro 2018, n.º 494, p. 10  

Sean Bailly (adaptado )

         

Homo sapiens, 20 mil milhões de neurónios para 150 amigos

        Um dos principais traços que nos distingue das outras espécies é a nossa inteligência, única no reino animal. As nossas faculdades cognitivas tornaram-se possíveis graças a um cérebro hipertrofiado. Mas este não é um critério suficiente para explicar todas as nossas faculdades: o crânio dos elefantes e das baleias é muito mais volumoso do que o nosso e, contudo, a sua inteligência é muito fraca em quase todos os domínios cognitivos. Porquê? O nosso neocortéx possui uma densidade de neurónios bem superior à dos outros animais. Ora é nesta camada de matéria cinzenta, na periferia do cérebro, que estão alojadas as funções cognitivas mais avançadas. Ainda que o elefante possua três vezes mais neurónios do que nós, o nosso neocortéx está melhor dotado do que o deles, com quase 20 mil milhões de células nervosas. O que é que se passou para que a evolução tenha favorecido os seres humanos com um neocortéx assim tão bem fornecido de neurónios?
     Esta questão é tão intrigante como o nosso cérebro, já que devido ao seu grande tamanho, ele consome uma quantidade de energia gigantesca e fez aumentar em muito os riscos do parto. Pior! Nós somos a única espécie em que o crescimento do cérebro é mais rápido que o crescimento do corpo: o nosso encéfalo atinge o seu tamanho quase adulto a partir dos 3 anos de idade, enquanto o nosso corpo só termina o seu crescimento no fim da puberdade. Isto faz com que, na ausência de adultos, fiquemos muito vulneráveis. E todavia, a evolução selecionou este traço. Em 1992, Robin Dunbar, um antropólogo da Universidade de Oxford, propôs uma explicação. Constatando que o volume do neocortéx dos primatas não humanos varia proporcionalmente com o tamanho do grupo ao qual o indivíduo pertence, teve a ideia de extrapolar esta observação para a nossa espécie. Com 20 mil milhões de neurónios no neocortéx, podemos assim criar relações sociais estáveis com, no máximo, 150 congéneres. Em homenagem a este cientista, este limiar foi batizado de «número de Dunbar». O estudo das interações sobre as redes sociais parece confirmar este número. Como conclusão dos seus trabalhos, Robin Dunbar apresentou a hipótese de que as nossas capacidades sociais foram cruciais para a sobrevivência e que elas requerem faculdades cognitivas proporcionais ao número de interações a que estamos sujeitos quotidianamente. Daí esta densidade fenomenal de neurónios no neocórtex!
     Em 2018, Mauricio González-Forero e Andy Gardner, biólogos evolucionistas na universidade de St. Andrews, na Escócia, foram mais longe. Com o objetivo de determinar o conjunto dos critérios que expliquem o tamanho do cérebro do Homo sapiens, desenvolveram um modelo matemático tendo em conta a necessidade energética do cérebro e do corpo no decurso do desenvolvimento (do nascimento até à idade adulta) de um indivíduo, ligando-o com a taxa de sobrevivência e de reprodução. O cenário mais provável que surge deste modelo é que os desafios ambientais - como a alimentação para sobreviver - constituíram a principal fonte (estimada em 60%) do crescimento do cérebro nos humanos, bem à frente da necessidade de interagir no seio de um grupo social (30%) ou a competição entre grupos humanos (10%).
     A influência das interações sociais no tamanho do cérebro é todavia mais complexa do que aquilo que se previa. Com efeito, se posso confiar no meu amigo para reparar a minha canalização em troca da minha ajuda para cortar o seu relvado, apenas tenho necessidade de um cérebro capaz de executar uma destas tarefas... em suma, um cérebro mais pequeno. Todavia, a hipótese de Dunbar não foi rejeitada. Longe disso! Já que um cérebro maior permitiu de facto aumentar as interações sociais. Ora é justamente graças à transmissão cultural que adquirimos os conhecimentos necessários face aos desafios do meio ambiente. Os investigadores ainda não conseguiram integrar esta dinâmica complexa no seu modelo, mas é verdade que as pontes que se vão construindo entre a antropologia, as neurociências e as modelizações matemáticas prometem avanços maiores sobre este imenso enigma que é a história evolutiva do nosso cérebro.

Fonte: La Recherche - dezembro 2018, n.º 542, p. 67 (adaptado)  
Adrien Peyrache - neurocientista na universidade de McGill, no Canadá, 
onde dirige um laboratório de investigação

O que posso observar no céu de dezembro?

2 - Vénus no seu brilho máximo - 04:00
3 - Lua a 4ºN de Vénus - 19:00
5 - Lua a 1,9ºN de Mercúrio - 21:00
8 - Lua a 1,1ºN de Saturno - 05:00
12 - Lua no apogeu a 405 177 Km da Terra - 12:25
14 - Pico da chuva de meteoros das Geminídeas, antes do amanhecer 
20 - Júpiter a 6ºN de Antares - 02:00
21 - Mercúrio a 6ºN de Antares - 08:00
21 - Solstício de inverno (início do inverno) - 22:23
24 - Lua no perigeu a 361 061 Km da Terra - 09:49

Fases da Lua em dezembro

07 - às 07h 20min - nova

15 - às 11h 49min - crescente

22 - 17h 49min - cheia 

  29 - às 09h 34min - minguante

Planetas visíveis a olho nu em dezembro

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 manhã, por volta do instante do começo do crepúsculo civil, de 3 a 31 de dezembro.

VÉNUS - Neste mês deixará de estar visível por se encontrar muito próximo do Sol.

MARTE - Só pode ser visto ao anoitecer na constelação de Peixes.

JÚPITER - Pode ser visto de manhã, no céu matutino, na constelação de Escorpião, movendo-se para a constelação de Ofiúco em meados de dezembro. 

SATURNO - Só é possível observá-lo ao anoitecer até meados de dezembro. Depois deixa de se poder observar por se encontrar muito próximo do sol. 

Fonte: Observatório Astronómico de Lisboa 

Visibilidade da Estação Espacial Internacional

(para localizações aproximadas de 41.1756ºN, 8.5493ºW)

Data	Magnitude	Início			Ponto mais alto			Fim			Tipo da passagem
	(mag)	Hora	Alt.	Az.	Hora	Alt.	Az.	Hora	Alt.	Az.
26-12	-2,0	05:45:49	28°	SSE	05:46:10	28°	SE	05:49:04	10°	ENE	visível
26-12	-3,1	07:19:33	10°	O	07:22:37	35°	NNO	07:25:42	10°	NE	visível
27-12	-3,8	06:29:45	39°	O	06:30:43	60°	NNO	06:33:59	10°	NE	visível
28-12	-1,7	05:40:39	25°	ENE	05:40:39	25°	ENE	05:42:11	10°	ENE	visível
28-12	-2,3	07:13:22	12°	ONO	07:15:42	21°	NNO	07:18:20	10°	NNE	visível
29-12	-2,7	06:24:02	29°	NNO	06:24:02	29°	NNO	06:26:39	10°	NE	visível
30-12	-0,9	05:34:32	13°	NE	05:34:32	13°	NE	05:34:56	10°	NE	visível
30-12	-1,8	07:07:14	12°	NO	07:08:50	16°	NNO	07:10:57	10°	NNE	visível
31-12	-1,8	06:17:37	17°	N	06:17:37	17°	N	06:19:12	10°	NNE	visível
1-1	-1,6	07:00:35	11°	NNO	07:01:59	14°	N	07:03:45	10°	NNE	visível
2-1	-1,3	06:10:49	13°	NNE	06:10:49	13°	NNE	06:11:47	10°	NNE	visível
3-1	-1,5	06:53:40	11°	NNO	06:55:07	14°	N	06:56:55	10°	NE	visível
4-1	-1,2	06:03:48	12°	NNE	06:03:48	12°	NNE	06:04:37	10°	NNE	visível

     

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 início, 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.

Fonte: http://www.heavens-above.com/

Vídeo do Mês

O monstro da Via Láctea

(Quando necessário, para ativar as legendas automáticas proceder do seguinte modo: no canto inferior direito clicar no símbolo "roda dentada"; abrem-se as Definições; clicar aí e escolher Legendas; depois clicar em Traduzir Automaticamente; finalmente escolher Português na lista.)

Imagem do Mês

Fobos: a condenada lua de Marte

         Esta lua está condenada. Marte, o planeta vermelho com o nome do deus da guerra romano, tem duas pequenas luas, Fobos e Deimos, cujos nomes derivam das palavras gregas para Medo e Pânico. A origem das luas marcianas é desconhecida, apesar da hipótese mais aceite ser que foram asteróides capturados pelo planeta. A lua maior, com cerca de 25 quilómetros de comprimento, é Fobos, vendo-se nesta imagem uma cratera, num objeto tipo asteróide. Esta é uma imagem em cores falsas, obtida pela sonda Viking 1, em 1978. Uma análise recente desses estranhos longos sulcos que Fobos apresenta, indica que talvez resultem de rochas que rolaram quando do impacto gigante que criou a cratera que se pode ver encima à esquerda: a cratera Stickney. Fobos orbita tão próximo de Marte - cerca de 5 800 quilómetros acima da sua superfície, comparados com os 400 000 quilómetros da nossa Lua - que as forças de maré gravitacionais estão a puxá-la para baixo. O resultado final será a destruição de Fobos e a sua queda na superfície marciana daqui a 50 milhões de anos. Muito antes disso, o robot da NASA InSight aterrou em Marte iniciando uma investigação na sua estrutura interna.       
Fonte: www.nasa.gov