domingo, 28 de junho de 2015

Os nossos cérebros não conseguem lidar com a Lua

Pôr da Lua sobre os observatórios do Cerro Paranal, no Chile.
Crédito: G.Gillet/ESO.

Quando olhamos para a Lua, os raios luminosos do luar convergem na retina, formando uma imagem com cerca de 0,15 mm de diâmetro. Estas dimensões são sempre as mesmas, independentemente da posição da Lua no céu, no entanto, o nosso cérebro insiste que a Lua parece maior quando se encontra junto ao horizonte. Conhecida e debatida há séculos, esta ilusão persiste ainda sem uma explicação consensual.

As primeiras referências conhecidas à ilusão da Lua foram impressas em escrita cuneiforme, há quase 2700 anos, numa das placas de argila que formavam o rico espólio da biblioteca real de Nineveh, a capital da Assíria. Mais tarde, no século II d. C., Ptolemeu tentou explicar o fenómeno na sua obra Almagesto, interpretando-o como um efeito de refração produzido pela humidade atmosférica. Inscrita numa das obras incontornáveis da Europa medieval, esta visão permaneceu incontestada durante mais de um milénio, apesar do próprio Ptolemeu ter sugerido no seu livro Ótica uma explicação alternativa baseada em alterações na perceção humana.

Esta explicação é hoje conhecida por hipótese do constraste de tamanho e sugere que a ilusão da Lua se deve à fisiologia do olho. De acordo com esta hipótese, a observação da Lua no zénite leva os olhos a convergirem mais do que o necessário, provocando uma redução no tamanho aparente do disco lunar. Esta explicação foi reavivada em 1709, pelo filósofo irlandês George Berkeley, como parte de um debate aceso com individualidades como René Descartes e Nicolas Malebranche, acerca da perceção da distância e de outros fenómenos visuais.

Descartes e Malebranche usavam a ilusão da Lua para suportar as suas argumentações de que a visão é inerentemente tridimensional, e que podemos calcular o tamanho e a distância dos objetos usando apenas a visão. Berkeley opunha-se a esta ideia, sugerindo que a perceção do tamanho, forma e distância não deriva da nossa experiência visual, mas sim da nossa experiência tangível do mundo. Para o filósofo irlandês, a visão não possui propriedades inerentemente tridimensionais, pelo que a ilusão da Lua apenas poderá ser explicada pela hipótese do contraste de tamanho.

Durante mais de dois séculos, nenhuma destas hipóteses foi geralmente aceite, até que nos anos 1940, o trabalho de Alfred H. Holway e Edwin G. Boring, da Universidade de Havard, nos Estados Unidos, torna momentaneamente triufante a hipótese do contraste de tamanho. Baseados numa simples experiência com círculos de papel, Holway e Boring sugeriam que a ilusão da Lua depende essencialmente da postura da cabeça e dos olhos relativamente ao horizonte. Esta ideia volta a ser contestada duas décadas mais tarde, com o trabalho dos psicólogos americanos Lloyd Kaufman e Irvin Rock.

Kaufman e Rock atacam diretamente a hipótese do contraste de tamanho, argumentando que se olharmos para a Lua no horizonte com a cabeça baixa e os olhos erguidos, a ilusão persiste. Os dois investigadores criticam ainda a metodologia da experiência de Holway e Boring e a sua avaliação da hipótese da distância aparente de Descartes.

Com o objetivo de encontrarem uma explicação definitiva para o fenómeno, Kaufman e Rock executaram uma série de experiências usando um instrumento ótico que produz um disco luminoso com raios de luz paralelos, para que os olhos de um observador reagissem como se a luz fosse emitida por um objeto localizado a uma distância infinita. As experiências tiveram em conta a elevação dos olhos, dentro e fora de edifícios, bem como a cor e o brilho da Lua e a presença do terreno envolvente. As duas primeiras variáveis não tiveram qualquer efeito, mas a terceira foi crucial. Aparentemente, a ilusão da Lua depende fortemente da presença do terreno no campo de visão do observador.

Estas experiências parecem validar a hipótese da distância aparente. A presença do terreno em redor altera a avaliação subjetiva da distância da Lua, o que faz com que os nossos cérebros concluam que, sendo mais distante, o seu tamanho é também maior. Holway e Boring rejeitaram a hipótese da distância aparente porque as pessoas afirmavam que a Lua parecia mais próxima junto ao horizonte, e não o contrário. Como aponta o psicólogo comportamental Jim T. Enright, o paradoxo tamanho-distância parece ter origem numa espécie de desconexão entre a nossa consciência e a perceção subconsciente da distância, i.e., expandimos o tamanho da Lua nos nossos cérebros porque nos parece mais distante, no entanto, afirmamos que a Lua aparenta estar mais próxima.

Contudo, os dados de Kaufman e Rock são claros. O terreno parece ser determinante na manifestação da ilusão. Recentemente, Kaufman perguntou ao astronauta Edward T. Lu, quando este se encontrava a bordo da Estação Espacial Internacional, se conseguia observar a ilusão da Lua no espaço. Lu disse que não. "Não há nada além da curvatura da Terra", afirmou Kaufman numa entrevista publicada no mês passado na revista online Nautilus. "Não existe distância." Quando colocou a mesma questão a pilotos de aviação, a resposta foi unânime: "claro [que vemos a ilusão da Lua], mas só quando voamos a baixa altitude."

Num trabalho publicado em 2007, Kaufman confrontou diretamente o paradoxo tamanho-distância. A sua descrição tradicional envolve três atos consecutivos de perceção: em primeiro lugar, percecionamos a Lua como estando mais distante devido à presença do terreno envolvente; depois, percecionamo-la com um tamanho maior porque nos parece mais distante; e, por fim, percecionamo-la como estando mais próxima porque nos parece maior. Kaufman argumenta que as perceções não provocam perceções. Um ou mais passos desta cadeia poderão não envolver uma perceção subconsciente, mas sim um julgamento consciente, ou poderão ainda resultar de uma rede complexa de conexões ou inferências simultâneas, das quais não estamos conscientes.

"Devemos recordar-nos", diz Kaufman, "que as perceções são consequências de processos computacionais muito mais numerosos e complicados que as próprias perceções". O julgamento e a perceção podem correlacionar-se um com o outro, mas não são certamente a causa um do outro. Kaufman reconhece a dificuldade de explicar com precisão o mecanismo que nos leva da visão à perceção, uma dificuldade que partilha com eminentes figuras históricas. Foi Johannes Kepler quem escreveu há 4 séculos: "[a perceção] não é do escopo da ótica, mas sim da filosofia natural e do estudo do maravilhoso".

sábado, 27 de junho de 2015

Rosetta deteta gelo de água exposto na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

Gelo de água exposto na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Imagens obtidas pelo sistema de imagem OSIRIS da sonda Rosetta, em setembro de 2014.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Investigadores identificaram mais de uma centena de manchas brilhantes na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. As manchas foram detetadas em imagens de alta-resolução obtidas pela sonda europeia Rosetta e são consistentes com a exposição de gelo de água em pedregulhos deslocados pelo colapso dos estratos pouco consolidados que cobrem extensas áreas do núcleo do cometa. Este trabalho foi publicado na semana passada na revista Astronomy and Astrophysics.

Os cometas são objetos compostos por gelos, poeira e pequenos fragmentos de rocha. Quando se aproximam do Sol, os gelos nas camadas superficiais do núcleo são aquecidos e sublimados, formando jatos de gás que arrastam consigo partículas de poeira aprisionadas no interior do gelo.

No entanto, nem toda a poeira libertada por este processo acaba expulsa do núcleo. Uma parte significativa permanece nas camadas onde o gelo sublimou, ou cai de regresso ao núcleo, tingindo a sua superfície com uma finas camadas de materiais refratários, que deixam muito pouco gelo diretamente exposto à radiação solar. É por esta razão que todos os núcleos cometários, até agora observados, são tão escuros.

Neste novo trabalho, a equipa liderada por Antoine Pommerol, da Universidade de Berna, na Suiça, identificou, pela primeira vez, 120 pequenas áreas na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko com um brilho até 10 vezes superior ao valor média de toda a superfície. Algumas são formadas por agrupamentos de manchas brilhantes, enquanto que outras surgem isoladas. As imagens em alta-resolução obtidas pelo sistema de imagem OSIRIS revelam que a maioria são, provavelmente, pedregulhos com materiais brilhantes expostos na sua superfície.

As manchas brilhantes têm geralmente poucos metros de diâmetro e, quando agrupadas, tendem a espalhar-se num raio de algumas dezenas de metros, tipicamente em locais cobertos de detritos na base de penhascos. Os investigadores sugerem que estas manchas são provavelmente um indício de fenómenos de erosão ou colapso recentes nas paredes dos penhascos, capazes de revelarem estratos de materiais voláteis que se escondem abaixo da camada superficial de poeira.

Por contraste, algumas das manchas isoladas são observadas em áreas sem relação aparente com o terreno envolvente. Estas manchas representam provavelmente objetos arremessados de outros locais, durante períodos de intensa atividade, mas com uma velocidade insuficiente para escapar por completo à influência gravitacional do cometa.

Imagens em cores falsas mostrando manchas brilhantes nas regiões de Anuket, Imhotep e Khepry-Imhotep. As imagens foram obtidas pelo sistema de imagem OSIRIS da sonda Rosetta, em setembro de 2014, a distâncias entre os 30 e os 40 km do centro do núcleo de 67P.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

No entanto, em todos os casos, as manchas foram observadas em áreas com pouca exposição solar, e não exibiam alterações significativas num período aproximado de algumas semanas. Além disso, todas eram consideravelmente mais brilhantes em comprimentos de onda na banda do azul, o que sugere que são compostas essencialmente por gelo.

"O gelo de água é a explicação mais plausível para a ocorrência e propriedades destas formações", explicou Pommerol. "Na altura em que realizámos as observações, o cometa estava suficientemente longe do Sol para que a taxa de sublimação do gelo de água fosse inferior a 1 mm por hora de radiação solar incidente. Por contraste, se tivesse sido exposto gelo de dióxido de carbono ou de monóxido de carbono, teria sido rapidamente sublimado, quando iluminado pela mesma quantidade de luz solar, pelo que não esperaríamos ver esse tipo de gelo estável na superfície, nessa altura."

A equipa testou ainda, em laboratório, o comportamento do gelo de água misturado com diferentes minerais, em condições semelhantes às da superfície do cometa. O que descobriram foi que, após algumas horas de exposição a radiação solar simulada, as amostras ficavam cobertas por um manto de poeira escura com poucos milímetros de espessura. Nalguns locais, este manto tornava-se suficientemente espesso para ocultar por completo o gelo abaixo da superfície. No entanto, ocasionalmente, alguns fragmentos desta camada superficial soltavam-se e moviam-se para outros locais, expondo parcelas de gelo brilhantes.

"Uma camada com 1 mm de espessura é suficiente para esconder dos instrumentos óticos as camadas mais interiores", confirmou Holger Sierks, investigador principal do sistema de imagem OSIRIS, e um dos coautores deste trabalho. "A superfície escura relativamente homogénea do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, apenas pontuada por algumas pequenas manchas brilhantes com poucos metros de diâmetro, poderá ser explicada pela presença de um fino manto de poeira, composto por minerais refratários e matéria orgânica. As manchas brilhantes correspondem a áreas onde este manto de poeira foi removido, revelando as camadas subsuperficiais ricas em gelo de água."

A equipa pensa que estas manchas poderão ter sido formadas durante a última passagem do cometa pelo periélio da sua órbita, há cerca de 6,5 anos. De acordo com esta hipótese, os blocos de gelo terão sido ejetados para regiões permanentemente escondidas na sombra, o que os terá preservado durante vários anos a temperaturas muito abaixo do ponto de sublimação.

Outro cenário possível é o destes blocos terem sido movidos a distâncias do Sol relativamente superiores, por jatos de dióxido de carbono ou monóxido de carbono - compostos que volatizam a temperaturas significativamente inferiores às da sublimação da água.

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

quinta-feira, 25 de junho de 2015

Missão Rosetta prolongada até setembro de 2016

Representação artística da sonda Rosetta junto ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Crédito: ESA/ATG medialab/Rosetta/NavCam.

A ESA confirmou anteontem que a missão Rosetta irá ser prolongada por mais 9 meses. Inicialmente com o fim agendado para o próximo mês de dezembro, a missão europeia tem agora luz verde para continuar o estudo detalhado do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko até ao final de setembro de 2016.

"Estas são notícias fantásticas para a ciência", disse o investigador principal da missão Matt Taylor. "Iremos poder monitorizar o declínio da atividade do cometa, à medida que nos movemos, mais uma vez, para longe do Sol. Teremos [ainda] a oportunidade de voar mais perto do cometa e assim continuar a recolher novos dados. A comparação detalhada de observações 'antes e depois' irá dar-nos uma muito melhor compreensão de como os cometas evoluem ao longo da sua vida."

O cometa irá alcançar o periélio da sua órbita no dia 13 de agosto, pelo que a Rosetta tem assistido nos últimos 12 meses a um aumento significativo da atividade na sua superfície. A continuação da missão por mais um ano dará aos cientistas um quadro mais completo da atividade do cometa durante a fase em que se encontra mais próximo do Sol.

Os dados suplementares recolhidos pela Rosetta irão também fornecer um contexto adicional às observações realizadas a partir da Terra. Neste momento, o cometa encontra-se na mesma direção do Sol, o que torna a sua observação a partir da superfície terrestre extremamente difícil.

A diminuição da atividade após a passagem periélica deverá tornar possível o regresso da sonda a uma trajetória mais próxima do núcleo do cometa. Esta manobra irá permitir o estudo detalhado das alterações nas propriedades de 67P, durante a sua incursão pelo periélio, e abrirá uma janela de oportunidade para concretizar de forma definitiva a identificação visual do robot Philae na superfície do cometa.

O cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto pela Rosetta a 07 de junho de 2015.
Crédito: ESA/Rosetta/NavCam.

Durante os últimos 9 meses da missão serão efetuadas algumas manobras potencialmente arriscadas em redor do núcleo do cometa. Estas manobras incluirão passagens pelo lado noturno do cometa, para observar as interações dos gases e poeiras cometários com as partículas do vento solar nesta região, e permitir a recolha de partículas de poeira em locais mais próximos do núcleo.

À medida que o cometa se afasta do Sol, a Rosetta deixará de receber luz solar suficiente para poder funcionar de forma eficiente e em segurança. Além disso, em outubro de 2016, o cometa estará mais uma vez na mesma direção do Sol, quando visto a partir da Terra, o que tornará as comunicações com a sonda extremamente complicadas. Nessa altura, a Rosetta deverá ter os seus tanques de propelente praticamente vazios, pelo que fará pouco sentido colocar a sonda de novo em hibernação.

"(...) A forma mais lógica de terminar a missão será depositar a Rosetta na superfície", disse o coordenador da missão Patrick Martin. "Mas há ainda muito a fazer para confirmar se este desfecho é possível. Temos de avaliar primeiro em que condições se encontra a sonda depois do periélio, e como se comporta nas proximidades do cometa. Mais tarde, teremos de tentar determinar em que local da superfície poderá poisar."

Se esta proposta for aceite, a Rosetta será colocada numa trajetória em espiral em direção ao cometa, durante um período aproximado de 3 meses. Os cientistas esperam dar continuidade às observações científicas ao longo deste período, o que permitirá a recolha de dados a distâncias cada vez menores do núcleo de 67P. Quando a Rosetta alcançar a superfície do cometa, será improvável que volte a comunicar com a Terra, pelo que este momento marcará o fim de uma das mais bem sucedidas missões de toda a história da exploração do Sistema Solar.

segunda-feira, 22 de junho de 2015

Lua está permanentemente envolta numa nuvem de poeira assimétrica

A região do polo norte da Lua numa imagem obtida pela sonda Galileo, a 07 de dezembro de 1992.
Crédito: NASA/JPL/USGS.

Dados obtidos pela sonda LADEE revelaram a presença de uma nuvem de poeira assimétrica envolvendo permanentemente a Lua. A nuvem é constituída maioritariamente por pequenos grãos de poeira lunar ejetados da superfície da Lua por impactos de partículas de poeira interplanetária, e a sua densidade aumenta consideravelmente durante "chuvas de estrelas" anuais como as Geminidas ou as Quadrantidas. A descoberta foi divulgada na semana passada num artigo publicado na revista Nature.

A LADEE foi uma missão de seis meses da NASA, lançada em setembro de 2013 com o objetivo de estudar a composição da ténue exosfera da Lua e a densidade e variações temporais e espaciais das partículas de poeira no ambiente lunar. Esta última tarefa coube, em particular, a um dos seus três instrumentos - o Lunar Dust Experiment (LDEX) - um detetor de impactos semelhante a outros instrumentos usados nas missões Ulysses, Galileo e Cassini. Durante a missão, o LDEX detetou aproximadamente 140 mil impactos de partículas de poeira, num total de 80 dias de observação acumulados.

"Foi uma prenda simpática desta missão a identificação desta nuvem de poeira envolvendo permanentemente a Lua", disse Mihaly Horanyi, investigador principal do LDEX e primeiro autor deste trabalho. "Podemos aplicar esta descoberta no estudo de objetos planetários sem atmosfera, como os asteroides e as luas de outros planetas."

Esboço do nascer do Sol visto pelo astronauta Eugene Cernan da missão Apollo 17 a partir da órbita lunar. Os desenhos mostram o fulgor da luz zodiacal e dos raios crepusculares acompanhado por um estranho arco de luz brilhante sobre o horizonte da Lua.
Crédito: NASA.

Os primeiros indícios da presença de uma nuvem de poeira em redor da Lua surgiram nos anos 60, quando câmaras a bordo das sondas Surveyor captaram imagens de uma estranha aura brilhante pairando junto da superfície lunar, nos momentos em que o Sol desaparecia além do horizonte. Anos mais tarde, astronautas das missões Apollo, em órbita no lado noturno da Lua, foram surpreendidos por um intenso crescente de luz brilhando junto ao horizonte, pouco antes do nascer do Sol. Estas observações sugeriam a presença de uma densa nuvem de pequenas partículas de poeira elevando-se até uma altitude de 100 km acima da superfície lunar.

A nuvem detetada pela LADEE encontra-se a uma altitude inferior e é cerca de 10 mil vezes menos densa que o previsto com base nas descrições dos astronautas das missões Apollo. A equipa liderada por Horanyi sugere que estas discrepâncias poderão estar relacionadas com variações a longo prazo no ambiente lunar.

A nuvem de poeira deverá ter em média uma massa de 120 kg e encontra-se distribuída predominantemente sobre o hemisfério líder da Lua. Esta distribuição sugere que esta nuvem resulta do bombardeamento da superfície lunar com partículas de poeira interplanetária e indica que são os cometas os principais progenitores destas partículas. Muitas dos grãos de poeira cometária viajam em órbitas retrogradas à volta do Sol, a velocidades de milhares de quilómetros por hora, pelo que, quando encontram o hemisfério líder da Lua, produzem impactos a alta velocidade, capazes de ejetarem individualmente milhares de partículas de poeira.

Esta descoberta tem aplicações práticas no futuro da exploração humana do Sistema Solar. O conhecimento da densidade e distribuição destas nuvens poderá ajudar a mitigar possíveis danos provocados por colisões de partículas de poeira em missões tripuladas à Lua ou a outros pequenos mundos sem atmosfera.

Podem encontrar todos os detalhes desta descoberta aqui.

domingo, 21 de junho de 2015

Hoje é dia de solstício

Pôr do Sol na Costa da Caparica. Imagem obtida a 29 de junho de 2013.
Crédito: Sérgio Paulino.

Ocorre hoje, pelas 17:38 (hora de Lisboa), o solstício de verão. Este instante marca o início do verão no hemisfério norte, e é assinalado, do ponto de vista astronómico, pelo momento em que Sol atinge, no seu movimento aparente, a máxima declinação a norte do equador celeste.

A palavra solstício tem origem no latim solstitĭum, e está associada à ideia de que quando o Sol alcança os pontos solsticiais, parece deter o seu movimento na esfera celeste durante alguns dias. Este ano o verão prolongar-se-á por 93,65 dias, até ao próximo equinócio que ocorrerá no dia 23 de Setembro pelas 09:20 (hora de Lisboa).

quinta-feira, 18 de junho de 2015

Um olhar sobre Dione

A Cassini concretizou anteontem o quarto encontro programado com Dione desde a sua chegada ao sistema saturniano em 2004. Os encontros programados requerem a ativação dos propulsores da sonda de forma a poder ser manobrada com precisão em direção a uma trajetória preprogramada sobre um determinado alvo.

Este encontro ocorreu a uma altitude mínima de 516 km e foi dedicado essencialmente ao estudo do campo gravitacional de Dione. Os dados obtidos serão posteriormente usados pela equipa da missão para determinar o grau de diferenciação do seu interior. A Cassini usou ainda o seu espetrómetro de massa INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer) para detetar gases que possam estar a ser expelidos por Dione.

A lua Dione num mosaico construído com 4 imagens obtidas pela Cassini a 16 de junho de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

A sonda da NASA despediu-se deste encontro com a captação deste magnífico mosaico da superfície dioniana. Na imagem podemos apreciar as escarpas brilhantes de Aurunca Chasmata, bem como os longos canhões de Padua Chasmata serpenteando entre as crateras Latinus (130 km de diâmetro), Ascanius (98 km de diâmetro) e Pagasus (67 km de diâmetro).

Imagem de contexto mostrando a lua Dione lado-a-lado com o gigante Saturno e a pequena lua Encélado.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Cientistas descobrem metano em meteoritos marcianos

Pedaço do meteorito Zagami, um meteorito marciano que caiu na Nigéria em 1962.
Crédito: David J. Eicher.

Cientistas detetaram metano em pequenos fragmentos de meteoritos marcianos. A descoberta foi divulgada esta semana num artigo publicado na revista Nature Communications, e é uma pista fundamental na procura de vida no planeta vermelho.

A equipa de investigadores analisou os gases aprisionados no interior de amostras de 6 meteoritos com origem na superfície de Marte, recorrendo a uma técnica conhecida por Crush-Fast-Scan. Esta técnica permite a rápida extração e identificação de compostos voláteis por espetroscopia de massa em amostras submetidas a sucessivos ciclos de esmagamento no interior de uma câmara de vácuo.

A análise dos 6 meteoritos revelou a presença de compostos voláteis com a mesma proporção e composição isotópica dos gases presentes na atmosfera marciana. As misturas continham ainda concentrações de metano significativamente mais elevadas que as detetadas em meteoritos não marcianos.

Deteção de metano e hidrogénio em amostras de 6 meteoritos marcianos.
Crédito: Blamey et al., 2015 (adaptado por Sérgio Paulino).

"Outros investigadores estarão dispostos a reproduzir esta descoberta, usando técnicas e ferramentas de medição alternativas", disse Sean McMahon, investigador do Departamento de Geologia e Geofísica da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, e um dos coautores deste trabalho. "A nossa descoberta irá certamente ser usada por astrobiólogos em modelos e experiências desenhadas para compreender se a vida poderá sobreviver atualmente debaixo da superfície de Marte."

Alguns dos meteoritos analisados caíram na Terra há já algum tempo, pelo que a equipa usou o oxigénio (um gás praticamente ausente na atmosfera marciana) para descartar a possibilidade do metano detetado ser de origem terrestre. Os resultados revelaram a presença de concentrações muito baixas de oxigénio, o que sugere uma contaminação mínima com gases da atmosfera da Terra.

Esta descoberta poderá ter uma profunda influência no futuro da exploração do planeta vermelho. Na Terra, mais de 90% do metano atmosférico tem origem biológica, em particular em biotas metanogénicos residentes no permafrost - um ambiente semelhante aos que hoje existem na superfície de Marte. Alguns fenómenos geoquímicos, como as reações de serpentinização, podem também libertar quantidades apreciáveis de metano, pelo que a sua presença na atmosfera marciana poderá estar igualmente relacionada com atividade hidrotermal no interior da crusta do planeta.

"Um dos mais emocionantes desenvolvimentos na exploração de Marte tem sido a possibilidade da presença de metano na atmosfera marciana", afirmou John Parnell, investigador da Universidade de Aberdeen, no Reino Unido, e um dos coautores deste trabalho. "Recentes e futuras missões da NASA e da ESA, respetivamente, estão focalizadas nisso. Contudo, não se sabe ainda donde vem o metano, ou até mesmo se está realmente presente. O nosso trabalho fornece um forte indício de que as rochas marcianas contêm um vasto reservatório de metano."

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

domingo, 14 de junho de 2015

Philae acordou!

Crédito: ESA.

A ESA anunciou há poucos minutos que o Philae saiu finalmente do modo de hibernação! Os sinais foram recebidos ontem pelas 21:28 (hora de Lisboa) no Centro de Operações Espaciais da ESA, em Darmstadt, na Alemanha.

"O Philae está em boa forma: tem uma temperatura de funcionamento de -35 ºC e tem 24 watts de potência disponíveis", explicou o responsável do projeto Stephan Ulamec. "O robot está a postos para iniciar as operações."

O Philae comunicou com a Terra através da sonda Rosetta durante aproximadamente 85 segundos. A análise preliminar dos dados sugere que o robot deve ter acordado noutras ocasiões, mas provavelmente não teria energia suficiente para os enviar a partir da superfície de 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Os cientistas aguardam agora por um novo contacto. Existem ainda mais de 8000 pacotes de dados prontos a serem enviados pelo Philae. Esta informação será fundamental para a equipa perceber o que aconteceu com o robot durante esta última semana.

O Philae entrou em hibernação no dia 15 de novembro de 2014, pelas 12:15 (hora de Lisboa), depois de cerca de 60 horas de atividade na superfície do cometa. A Rosetta tem estado em busca de sinais do robot desde o passado dia 12 de março.

Japão anuncia planos para enviar uma missão a uma das luas de Marte

A lua Deimos numa imagem obtida pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, a 21 de fevereiro de 2009.
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona.

A JAXA anunciou na passada terça-feira a sua intenção de enviar uma sonda a uma das luas de Marte, com o objetivo de recolher amostras da sua superfície e enviá-las para a Terra. Se for bem sucedida, esta será a primeira missão a poisar na superfície de uma das duas pequenas luas marcianas.

A proposta foi aprovada numa reunião da Comissão das Atividades Espaciais, no Japão, e é um voto de confiança na experiência e capacidade tecnológica demonstradas pela JAXA na missão Hayabusa - uma missão lançada em 2003, que concretizou com sucesso a recolha e envio de amostras da superfície do asteroide Itokawa para a Terra. O projeto deverá custar no total cerca de 214 milhões de euros (aproximadamente 752 milhões de reais) - uma quantia que terá de ser ainda aprovada pelo governo japonês.

O lançamento da missão deverá ocorrer em 2022 e terá como alvo Fobos ou Deimos, dois pequenos objetos cuja origem se encontra ainda envolta em mistério. As suas características físicas sugerem que são antigos membros da Cintura de Asteroides capturados por Marte logo após a sua formação; no entanto, as suas órbitas encontram-se no plano equatorial do planeta vermelho e são demasiado circulares, pelo que o cenário da captura exigiria uma combinação de mecanismos complexos que possibilitassem o ajuste gradual da inclinação e excentricidade das órbitas iniciais. Caso se concretize, a missão japonesa poderá fornecer evidências que ajudem a esclarecer em definitivo esta questão.

quinta-feira, 11 de junho de 2015

Nova ferramenta poderá prever tempestades solares 24 horas antes de atingirem a Terra

O Sol visto pelo Solar Dynamics Observatory, a 07 de janeiro de 2014, na banda do ultravioleta extremo (171 Å). Estão representadas linhas do campo magnético calculadas com base no modelo PFSS.
Crédito: NASA/SDO/LMSAL.

Cientistas desenvolveram um novo modelo para medir a configuração dos campos magnéticos das ejeções de massa coronal (EMC) muito antes destas atingirem a Terra. O modelo está ainda em fase de teste, mas se for robusto, poderá servir como uma nova ferramenta para prever tempestades geomagnéticas com mais de 24 horas de antecedência. Os detalhes desta inovadora técnica foram apresentados ontem num artigo publicado na revista Space Weather.

As EMC são enormes bolhas de plasma magnetizado libertadas no espaço por violentas erupções na superfície do Sol. Estas nuvens têm potencial para provocarem danos em componentes eletrónicos de satélites e noutras tecnologias, podendo interromper temporariamente comunicações de rádio e de GPS, ou mesmo causarem explosões em transformadores e, consequentemente, apagões em vastas áreas geográficas.

As EMC podem ser pequenas ou grandes, relativamente lentas ou atingirem velocidades superiores a 4500 km/s. No entanto, nem todas provocam problemas. O seu poder depende essencialmente da orientação dos seus campos magnéticos. Se estiverem alinhados na mesma direção da magnetosfera terrestre - isto é, orientados de sul para norte - as EMC passam pelo nosso planeta sem causarem grandes efeitos. Porém, se estiverem alinhados na direção oposta, os dois campos magnéticos interagem, permitindo a entrada de partículas energéticas no interior da magnetosfera terrestre. O fenómeno produz tempestades geomagnéticas que se podem prolongar por várias horas ou dias.


Estas imagens foram obtidas pelo Solar Dynamics Observatory e mostram uma violenta erupção solar ocorrida a 07 de janeiro de 2014. Este evento gerou um falso alarme de tempestade geomagnética no Centro de Investigação de Meteorologia Espacial do NOAA, nos Estados Unidos.
Crédito: NASA/SDO/LMSAL.

Até agora, a configuração dos campos magnéticos das EMC só podia ser medida quando estas alcançavam os satélites na órbita da Terra, pelo que os cientistas dispunham de pouco tempo para determinarem a sua orientação. "Efetivamente, o que temos agora é apenas 30 a 60 minutos de antecedência para medir a configuração de uma EMC, antes de atingir a magnetosfera terrestre", explicou Neel Savani, investigador do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, nos Estados Unidos, e primeiro autor deste trabalho. "Não temos um método em tempo real que permita medir e modelar este campo magnético mais de uma hora antes de ter impacto na meteorologia espacial."

O novo modelo criado por Savani e colegas fez uso de observações realizadas pelo Solar Dynamics Observatory para determinar a configuração dos campos magnéticos das EMC no momento em que se formavam na superfície do Sol. No passado, o uso destes dados como ferramenta de previsão não foi bem sucedido. De acordo com Savani, estas primeiras tentativas assumiam que as erupções solares tinham origem numa única região ativa, o que simplificava demasiado a compreensão do fenómeno. O novo método incorpora a particularidade das EMC poderem ter origem em mais que uma região ativa, e recorre a diferentes observatórios espaciais para monitorizar e modelar a evolução da nuvem de plasma.

Os investigadores testaram o novo método num total de 8 EMC ocorridas entre 2010 e 2014. Os resultados foram, até agora, bastante promissores, mas serão precisos novos testes para verificar se o método é suficientemente robusto para poder ser implementado nos sistemas de alerta e previsão de tempestades geomagnéticas usados pelo NOAA, nos Estados Unidos.

"Vamos testar o modelo com uma variedade de eventos históricos" afirmou Antti Pulkkinen, diretor do Centro de Investigação de Meteorologia Espacial do NOAA, e um dos coautores deste trabalho. "Vamos também ver como funciona em todos os eventos que possamos testemunhar ao longo do próximo ano. No final, seremos capazes de fornecer informações concretas sobre a fiabilidade desta ferramenta."

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

terça-feira, 9 de junho de 2015

Vórtices de von Kármán no Atlântico

Vórtices de von Kármán a sul dos arquipélagos da Madeira e das Canárias, numa imagem captada pelo sistema de imagem MODIS do satélite Terra, a 20 de maio de 2015.
Crédito: Jeff Schmaltz/LANCE/EOSDIS Rapid Response.

A imagem de cima mostra um conjunto de cadeias lineares de redemoinhos atmosféricos, movendo-se a sul dos arquipélagos da Madeira e das Canárias, no Atlântico. Denominados vórtices de von Kármán, estes padrões espiralados formam-se quando um objeto perturba o movimento de um fluido.

Animação mostrando o processo de criação dos vórtices de von Kármán.
Crédito: NASA.

A atmosfera comporta-se como um fluido, pelo que as asas de um avião, uma ponte ou ainda uma ilha podem despoletar a formação destes fenómenos. Neste caso, os ventos dominantes de norte são perturbados pelos picos mais elevados da Madeira e das ilhas Canárias, criando distúrbios atmosféricos que se propagam para sul sob a forma de espirais de nuvens que alternam a sua direção de rotação.

domingo, 7 de junho de 2015

Rosetta faz descoberta surpreendente na cabeleira do cometa 67P

Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto pela sonda Rosetta, a 31 de janeiro de 2015.
Crédito: ESA/Rosetta/NavCam.

Observações realizadas pela sonda Rosetta revelaram a presença de um mecanismo inesperado na cabeleira do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que provoca a rápida destruição de moléculas de água e de dióxido de carbono a poucas centenas de metros da sua superfície. A descoberta foi divulgada na semana passada, num artigo publicado na revista Astronomy and Astrophysics.

Um dos principais focos da missão Rosetta é a atmosfera rarefeita, ou cabeleira, que envolve o núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Um instrumento em particular, o espetrómetro Alice, tem examinado em detalhe a composição química desta estrutura, em comprimentos de onda na banda do ultravioleta distante. Esta região do espetro eletromagnético permite aos cientistas medir a abundância de elementos como o hidrogénio, o oxigénio, o carbono e o azoto, bem como identificar a composição química dos gases libertados na superfície do cometa.

No estudo agora publicado, a equipa de investigadores liderada por Paul Feldman, professor de Física e Astronomia na Universidade de Johns Hopkins, nos Estados Unidos, focou-se na natureza dos jatos de água e dióxido de carbono que partem da superfície de 67P/Churyumov-Gerasimenko, como resultado do aquecimento produzido pela radiação solar. Para o fazer, a equipa analisou as emissões dos átomos de oxigénio e hidrogénio que resultam da destruição das moléculas de água, e também dos átomos de carbono das moléculas de dióxido de carbono, nas proximidades do núcleo do cometa.

O que descobriram foi que as moléculas são destruídas num processo a dois passos, a poucas centenas de metros de distância da superfície do cometa. Em primeiro lugar, fotões ultravioleta emitidos pelo Sol atingem as moléculas de água e de dióxido de carbono na cabeleira do cometa e ionizam-nas, expulsando eletrões energéticos. Estes eletrões atingem depois outras moléculas de água e de dióxido de carbono na cabeleira, partindo as ligações moleculares e excitando os átomos de oxigénio, hidrogénio e carbono no processo. Estes átomos emitem luz ultravioleta que é detetada pelo espetrómetro Alice em comprimentos de onda característicos.

Espetro obtido pelo espetrómetro Alice, a 23 de setembro de 2014, a partir de jatos emitidos no lobo maior do núcleo do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Estão indicadas as emissões do oxigénio (OI) e do carbono (CI). As bandas brilhantes Lyα e Lyβ são produzidas pelo impacto dos eletrões nas moléculas de água.
Crédito: Feldman et al., 2015.

"Esta descoberta é bastante inesperada", afirmou Alan Stern, investigador principal do instrumento Alice, e um dos coautores deste trabalho. "[Estes resultados] mostra-nos quão valioso é ir aos cometas, para os observar de perto, já que esta descoberta pura e simplesmente não poderia ter sido feita a partir da Terra ou da órbita terrestre, com qualquer um dos observatórios existentes ou planeados. [Estas observações] estão basicamente a transformar o nosso conhecimento sobre os cometas."

A equipa compara o processo de destruição de moléculas observado na cabeleira de 67P/Churyumov-Gerasimenko ao que foi proposto para os jatos de Europa, uma das luas de Júpiter. A única diferença encontra-se no facto dos eletrões no cometa serem produzidos por fotões solares, enquanto que os eletrões em Europa têm origem na magnetosfera joviana.

Os resultados do Alice são suportados por dados obtidos por outros instrumentos da Rosetta, em particular pelo instrumento de micro-ondas MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) e pelos espetrómetros ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) e VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), que são capazes de estudar a abundância de diferentes constituintes da cabeleira e suas variações ao longo do tempo, bem como por instrumentos de deteção de partículas como o RPC-IES (Rosetta Plasma Consortium - Ion and Electron Sensor).

“Estes resultados preliminares do Alice demonstram a importância de estudar um cometa em diferentes comprimentos de onda e com diferentes técnicas, de forma a que se analisem vários aspetos do ambiente que o rodeia,” disse Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta. “Estamos a observar a evolução do cometa à medida que este se aproxima do Sol, ao longo da sua órbita em direção ao periélio do próximo mês de agosto, vendo como os jatos se tornam mais ativos devido ao aquecimento solar, e estudando os efeitos da interação do cometa com o vento solar.”

Podem encontrar mais detalhes deste trabalho aqui.

sexta-feira, 5 de junho de 2015

Nix e Hidra têm rotações caóticas

Representação artística do sistema plutoniano.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Cientistas reuniram dados obtidos pelo telescópio espacial Hubble para analisarem em detalhe a dinâmica e as propriedades físicas das quatro luas mais exteriores de Plutão. O estudo foi publicado ontem na revista Nature e sugere que os eixos de rotação das luas Nix e Hidra oscilam de forma imprevisível. As observações revelam ainda que a pequena lua Cérbero tem uma superfície muito mais escura que as luas vizinhas, um resultado surpreendente que parece contrariar a hipótese de uma origem comum para todos os objetos conhecidos na órbita de Plutão.

A maioria das luas do Sistema Solar, incluindo a nossa Lua, têm um período de rotação semelhante ao seu período de translação em redor do planeta que orbitam. É por esse motivo que a Lua mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. Caronte, a maior lua de Plutão, segue também esta regra, mas a mesma parece não se aplicar a Nix e Hidra, duas das suas quatro luas mais exteriores.

Dados obtidos pelo telescópio espacial Hubble sugerem que as quatro pequenas luas estão retidas no interior de um campo gravitacional extremamente dinâmico, produzido pelo movimento de Plutão e Caronte em redor do seu centro de massa comum. "Estes dois corpos giram rapidamente em torno um do outro, o que faz com que as forças gravitacionais que exercem sobre as pequenas luas vizinhas mudem constantemente", explicou Doug Hamilton, investigador da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, e coautor deste trabalho. "Estar sujeito a tais forças gravitacionais variáveis faz com que a rotação destas luas de Plutão seja muito imprevisível. O caos nas suas rotações é ainda mais acentuado pelo facto destas luas não serem perfeitamente redondas, mas sim terem uma forma aproximada de uma bola de râguebi."



O movimento das pequenas luas em torno do sistema Plutão-Caronte fornece pistas valiosas de como se poderão comportar os planetas na órbita de sistemas estelares binários. "Estamos a constatar que o caos poderá ser uma característica comum nos sistemas binários", afirmou Hamilton. "Poderá ainda ter consequências para a vida em planetas na órbita de estrelas binárias."

Hamilton e o seu colega Mark Showalter, do Instituto SETI, nos Estados Unidos, deduziram estas características analisando imagens do sistema plutoniano obtidas pelo telescópio espacial Hubble, entre 2005 e 2012. Nas imagens, o brilho das luas Nix e Hidra não seguia um padrão regular, como seria de esperar se tivessem uma rotação periódica - um comportamento que apenas poderia ser explicado pelo movimento caótico das duas luas.

As imagens também revelaram que a lua Cérbero tem uma superfície tão escura como o carvão, o que contrasta fortemente com a coloração clara brilhante das outras luas. Estas diferenças são ainda um mistério - algo que deverá ser desvendado já nas próximas semanas, quando a sonda New Horizons captar as primeiras imagens em alta-resolução destes objetos.

A rotação caótica de Nix e Hidra e a coloração escura de Cérbero não foram as únicas surpresas a emergir deste estudo. Os dados obtidos pelo Hubble revelaram ainda ressonâncias orbitais entre as luas Nix, Estige e Hidra. Estas configurações tendem a ser muito estáveis, o que explica em parte a razão pela qual Plutão mantém um sistema de cinco luas tão compacto.

Podem encontrar mais detalhes deste trabalho aqui.

terça-feira, 2 de junho de 2015

Cassini observa uma lua desgovernada

A Cassini realizou no passado domingo a sua última passagem a curta distância da lua Hiperião. Os cientistas da missão tinham a esperança de conseguirem observar neste encontro terrenos nunca antes explorados em detalhe, mas tal não se concretizou. Hiperião tem uma rotação caótica, o que torna imprevisível a sua orientação no espaço. Neste último encontro, a Cassini acabou por sobrevoar mais ou menos a mesma região observada em encontros anteriores.

Apreciem em baixo algumas das imagens captadas no passado domingo.

Hiperião em cores naturais. Composição construída com imagens obtidas pela sonda Cassini, a 31 de maio de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

A lua Hiperião num mosaico de imagens obtidas pela sonda Cassini, a 31 de maio de 2015, a uma distância aproximada de 34 mil quilómetros. Podemos ver no lado direito Bond-Lassell Dorsum, uma escarpa com mais de 300 km de comprimento.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Hiperião vista durante a fase de egresso. Composição em cores naturais construída com imagens obtidas pela sonda Cassini, a 31 de maio de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Sérgio Paulino.