As últimas horas da MESSENGER

Mapa topográfico da região a norte da bacia de Shakespeare, em Mercúrio - local onde se prevê o impacto da sonda MESSENGER (centro da imagem), a 30 de abril de 2015.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

A MESSENGER terminará amanhã a sua prolífica missão com um impacto na superfície de Mercúrio. Sem uma única gota de hidrazina nos tanques de combustível, a sonda da NASA reajustou a altitude da sua órbita por uma última vez na passada sexta-feira, recorrendo apenas às escassas reservas de hélio gasoso, originalmente usado para pressurizar o combustível nas tubagens que alimentam os propulsores.

Na sua derradeira órbita, a MESSENGER sobrevoará a superfície mercuriana a altitudes mínimas entre os 275 e os 550 metros! O impacto ocorrerá pelas 20:26 (hora de Lisboa), na vertente sul de uma crista localizada a norte da bacia de Shakespeare, e deverá libertar uma energia equivalente à da explosão de uma tonelada de TNT, o suficiente para criar uma cratera de 16 metros de diâmetro. Nesse momento, a MESSENGER estará a viajar a uma velocidade aproximada de 14000 km/h - um valor 12 vezes superior ao da velocidade do som!

Cientistas recriam síntese pré-biótica de nucleósidos em meteoritos expostos a partículas energéticas

Representação artística do intenso bombardeamento de asteroides que assolou o Sistema Solar interior, há cerca de 4 mil milhões de anos.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Uma equipa de investigadores italianos e russos sintetizou em laboratório os precursores moleculares dos blocos de construção dos ácidos nucleicos, irradiando misturas de formamida líquida (NH₂CHO) e meteoritos pulverizados com feixes de protões altamente energéticos. O trabalho foi recentemente publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences e sugere que os asteroides poderão ter sido uma importante fonte de moléculas pré-bióticas essenciais para o aparecimento dos primeiros organismos vivos na Terra.

A formamida é a mais simples das amidas e ocorre naturalmente em abundância em todo o Universo. Nos últimos anos, este composto tem sido detetado nos centros de galáxias, em berçários estelares, no espaço interestelar e em cometas e luas do Sistema Solar.

Alguns cientistas pensam que a formamida poderá ter desempenhado um papel crucial na origem da vida na Terra. Em dezembro passado, uma equipa de investigadores checos descobriu que a energia libertada pelo impacto de um cometa ou asteroide seria suficiente para transformar instantaneamente a formamida nas quatro letras moleculares do ácido ribonucleico (ARN) - a adenina, a guanina, a citosina e o uracilo.

Estes resultados sugerem que o intenso bombardeamento a que o nosso planeta foi sujeito há cerca de 4 mil milhões de anos poderia ter impregnado a superfície terrestre com ingredientes fundamentais à formação das primeiras cadeias nucleotídicas. No entanto, o puzzle permanecia incompleto. Embora tenham reproduzido com sucesso a síntese das bases azotadas do ARN, os investigadores checos foram incapazes de recriar a formação de moléculas de ribose, 2-desoxirribose e fosfato - os componentes da espinha dorsal dos ácidos nucleicos.

Estrutura química da formamida, da ribose e de bases azotadas e nucleósidos sintetizados na experiência realizada pela equipa de investigadores italianos e russos (cinzento representa os átomos de carbono (C); azul, os de azoto (N); e vermelho, os de oxigénio (O)).
Crédito: Sérgio Paulino.

O novo estudo resolve metade deste problema. Recorrendo a uma simples experiência laboratorial desenhada para mimetizar as condições presentes na superfície dos asteroides, a equipa liderada por Raffaele Saladino da Universidade de Tuscia, em Itália, replicou a síntese de mais de 60 moléculas orgânicas, incluindo bases azotadas, a ribose e quatro nucleósidos, moléculas constituídas por uma base azotada e uma pentose (ribose ou 2-desoxirribose).

A experiência consistiu na combinação de formamida líquida com amostras de materiais meteoríticos pulverizados, representativas das quatro principais classes de meteoritos: férreos, petro-férreos, condritos e acondritos. Depois de serem conservadas a temperaturas muito baixas, as misturas foram irradiadas com feixes de protões altamente energéticos, com o objetivo de simular a ação do vento solar na superfície rochosa dos asteroides.

"Os meteoritos catalisaram as transformações, e os melhores catalisadores foram os condritos, os mais antigos meteoritos no espaço", explicou Raffaele Saladino à revista Chemistry World. "[Estes objetos] seriam catalisadores muito eficientes durante a sua permanência no espaço, ou até mesmo quando caiam na superfície da Terra ou de outro planeta semelhante."

Os autores sugerem que o bombardeamento da formamida com protões altamente energéticos conduziria à formação de espécies radicais extremamente reativas, que se combinariam entre si para criarem compostos orgânicos biologicamente relevantes, incluindo os precursores moleculares dos nucleótidos - as subunidades do ARN e do ácido desoxirribonucleico (ADN). Depois de alcançarem a Terra, estes compostos reagiriam com os fosfatos presentes nos minerais da crusta terrestre para formarem os blocos constituintes da vida. Este processo é suficientemente simples para poder ser reproduzido noutros planetas, pelo que estes resultados sugerem que os ingredientes básicos da vida deverão estar amplamente difundidos pelo Universo.

Podem encontrar todos os detalhes deste trabalho aqui.

Estão de volta as manchas brilhantes de Ceres

A região do polo norte de Ceres vista pela sonda Dawn a 14 e 15 de abril de 2015, a uma altitude de 22000 km.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Estão de volta os pontos brilhantes observados em fevereiro passado na superfície de Ceres. Imagens captadas na semana passada pela sonda Dawn mostram as duas estruturas claramente destacadas em relação aos terrenos escuros em seu redor. No entanto, a sua composição e origem permanecem um mistério.

Estas foram as últimas observações destinadas a corrigir a trajetória que levará a Dawn a alcançar no próximo dia 23 de abril a sua primeira órbita científica. Depois de passar quase três semanas numa órbita a uma altitude de 13500 km, a sonda da NASA iniciará no dia 9 de maio uma lenta espiral em direção a órbitas progressivamente mais próximas da superfície cereriana. Estas manobras irão permitir um aumento significativo na resolução das observações.

Cientistas usam meteoritos para datarem o nascimento da Lua

Representação artística do evento que deu origem à formação da Lua.
Crédito: Dana Berry/SwRI.

Uma equipa de investigadores financiada pela NASA produziu uma nova estimativa da idade da Lua, recorrendo à análise do metamorfismo de impacto gerado por antigas colisões em meteoritos rochosos provenientes da Cintura de Asteroides. O trabalho foi publicado na semana passada na revista Science e confirma estimativas anteriores baseadas em métodos de datação isotópica das rochas lunares recolhidas pelas missões Apollo.

Logo após o início da formação dos planetas, um objeto do tamanho de Marte chocou violentamente com a Terra, lançando uma imensidão de detritos na órbita terrestre, que viriam a coalescer para formar a nossa Lua. Este evento foi a maior e a mais recente colisão catastrófica conhecida no Sistema Solar interior. No entanto, o momento exato em que ocorreu continua a ser alvo de debate.

Para esclarecer esta incerteza, a equipa liderada por Bill Bottke, do Southwest Research Institute (SwRI), usou simulações numéricas para demonstrar como o gigantesco impacto criou não só um disco de detritos na órbita da Terra, como também ejetou uma quantidade imensa de fragmentos rochosos para o exterior do sistema Terra-Lua. O destino deste material tem sido um mistério, no entanto, é provável que uma parte significativa tenha colidido com numerosos objetos da Cintura de Asteroides, criando um registo desses impactos nas suas camadas rochosas superficiais. Colisões menos violentas entre os asteroides poderão ter enviado, posteriormente, este material em direção à Terra, acabando por atingir a superfície do nosso planeta sob a forma de pequenos meteoritos.

Simulação do impacto que deu origem à formação da Lua. Estão representados a vermelho os detritos que escaparam ao sistema Terra-Lua. Os objetos verdes correspondem a materiais que permaneceram na órbita terrestre, enquanto que os azuis são fragmentos que acabaram por colidir de novo com o nosso planeta.
Crédito: Robin Canup/SwRI.

As novas simulações sugerem que muitos dos fragmentos ejetados teriam alguns quilómetros de diâmetro. Este material terá atingido a Cintura de Asteroides a velocidades consideravelmente superiores às que tipicamente ocorrem nas colisões entre os objetos desta região do Sistema Solar, pelo que as crateras produzidas por este bombardeamento geraram certamente uma abundância de materiais metamorfizados pelos impactos a alta velocidade.

Esta conclusão levou os investigadores a tentar deduzir a magnitude relativa e o período em que ocorreu este bombardeamento. Partindo de modelos que simulam a evolução dos fragmentos ejetados pelo gigantesco impacto, e adaptando os resultados aos vestígios de antigas colisões em meteoritos rochosos, a equipa liderada por Bottke conseguiu inferir que a Lua se formou há 4,47 mil milhões de anos - um valor que está de acordo com as anteriores estimativas.

As assinaturas de impactos encontradas nos meteoritos providenciam ainda um vislumbre das últimas fases de formação planetária no Sistema Solar interior. A equipa está neste momento focada em explorar a possibilidade de poderem usar estas assinaturas na determinação da quantidade de objetos do tamanho de asteroides que permaneceram no Sistema Solar interior, no rescaldo da formação dos planetas.

"É até possível que minúsculos remanescentes da proto-Terra ou do objeto responsável pela formação da Lua possam ser ainda encontrados no interior de meteoritos que exibam sinais de metamorfização com origem em colisões de fragmentos produzidos pelo gigantesco impacto", explica Bottke. "Isso iria permitir aos cientistas explorar pela primeira vez a natureza primordial desconhecida do nosso planeta."

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

Divulgadas novas imagens de Ceres, Plutão e Caronte

Na semana passada fomos presenteados com novas imagens de três pequenos mundos: Ceres, Plutão e Caronte.

Na terça-feira, a missão New Horizons divulgou a sua primeira imagem a cores de Plutão e Caronte. A sonda da NASA encontrava-se a cerca de 115 milhões de quilómetros de distância dos dois objetos (aproximadamente a distância que separa Vénus do Sol), pelo que esta nova imagem revela apenas dois pequenos pontos coloridos, ainda sem qualquer detalhe.

Plutão e Caronte vistos pelo sistema de imagem Ralph da sonda New Horizons, a 09 de abril de 2015. Os dois objetos foram ampliados cerca de seis vezes, pelo que a imagem original teria uma resolução equivalente a 2300 km/pixel - um valor por pixel semelhante ao diâmetro de Plutão.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI.

Entretanto, a equipa da missão Dawn deu-nos a conhecer na passada quinta-feira um novo conjunto de imagens de Ceres. As imagens foram captadas a uma distância de 33 mil quilómetros e mostram a região do polo norte parcialmente iluminada e em rotação.

Ceres visto pela sonda Dawn, numa sequência de 20 imagens obtidas a 10 de abril de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

A Dawn iniciará esta semana a sua primeira órbita científica, a uma distância de 13,5 mil quilómetros da superfície cereriana.

Descobertas primeiras evidências de água líquida na superfície de Marte

A pequena estação meteorológica REMS no "pescoço" do robot Curiosity. Imagem obtida pela câmara MAHLI, a 14 de janeiro de 2015.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

Dados obtidos pelo robot Curiosity sugerem que as camadas superficiais de solo marciano poderão albergar temporariamente pequenas quantidades de água líquida saturada com sais de perclorato (ClO₄^-). Os resultados foram divulgados esta semana num artigo publicado na revista Nature Geoscience e representam as primeiras evidências diretas da presença de um mecanismo de formação de fluídos saturados atualmente em atividade na superfície do planeta vermelho.

Os percloratos são minerais com a capacidade de absorverem humidade a partir da atmosfera e de reduzirem significativamente o ponto de congelação da água. A sua presença no solo marciano tinha sido já confirmada pelo Curiosity e pela sonda Phoenix, pelo que os cientistas suspeitavam que estes compostos pudessem estar envolvidos na formação de soluções aquosas saturadas nas latitudes mais elevadas do planeta. O novo trabalho baseia-se nas medições contínuas de temperatura e humidade atmosféricas, realizadas pela estação meteorológica REMS (Rover Environmental Monitoring Station), que segue a bordo do robot Curiosity, durante pouco mais de um ano marciano, e revela a presença de condições favoráveis à formação destes fluídos em latitudes muito mais próximas do equador. Estas condições são transitórias, ocorrendo apenas em algumas noites do ano.

"A água líquida é um requisito para a vida tal como a conhecemos, e um alvo para as missões de exploração de Marte", explica Javier Martin-Torres, investigador do Instituto Andaluz de Ciências da Terra, em Espanha, e da Universidade de Tecnologia de Luleå, na Suécia, e primeiro autor deste trabalho. "As condições perto da superfície de Marte são atualmente pouco favoráveis para a vida microbiana como a conhecemos. No entanto, a possibilidade [da presença] de soluções líquidas hipersalinas em Marte tem implicações mais amplas para a habitabilidade e para os processos geológicos relacionados com a água."

A missão Curiosity foi a primeira a medir continuamente a humidade relativa e as temperaturas atmosféricas junto à superfície de Marte, ao longo de mais de um ano marciano. A humidade relativa depende da temperatura atmosférica do ar e da quantidade de vapor de água presente na atmosfera. Apesar da cratera Gale se encontrar numa das regiões mais quentes e secas do planeta, o robot da NASA detetou valores de humidade relativa entre os 5% nas tardes de verão e os 100% nas noites frias de outono e de inverno.

Um hipotético ciclo da água em Marte, baseado nas observações realizadas pelo robot Curiosity.
Crédito: Javier Martín-Torres e María-Paz Zorzano.

Poros no solo marciano interagem com a atmosfera logo acima da superfície, pelo que, quando a humidade relativa atinge valores críticos, os percloratos absorvem moléculas de água suficientes para se dissolverem e formarem um fluído hipersalino. Este processo denomina-se deliquescência, e foi já documentado em ambientes frios e áridos na superfície da Terra, como, por exemplo, os vales secos de McMurdo, na Antártida. Alguns destes locais exibem estruturas semelhantes às linhas de declive recorrentes - formações observadas em encostas de crateras e montanhas na superfície de Marte, que se pensa serem criadas pelo fluxo temporário de soluções hipersalinas, durante as estações mais quentes do ano marciano.

"Descobrimos perclorato de cálcio no solo e, nas condições ideais, este composto absorve vapor de água da atmosfera", afirmou Morten Bo Madsen, professor do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga, na Dinamarca, e um dos coautores deste trabalho. "As nossas medições mostram que estas condições existem durante a noite e logo após o nascer do Sol, no inverno. (...) Quando a noite cai, uma parte do vapor de água da atmosfera condensa sob a forma de geada na superfície do planeta. Contudo, o perclorato de cálcio é muito absorvente e forma com a água uma solução aquosa hipersalina, o que faz com que o ponto de congelação baixe, e a geada acabe por se transformar em líquido. O solo é poroso, por isso o que estamos a ver é que a água escoa através do solo. Ao longo do tempo, poderão ser também dissolvidos outros sais, pelo que, nessa altura, [estes compostos] podem mover-se e precipitar noutros locais do subsolo."

Estes resultados sugerem que as soluções aquosas hipersalinas poderão ser muito mais persistentes nas latitudes mais elevadas do planetas - regiões significativamente mais frias e húmidas. A presença de elevadas concentrações de percloratos e a sua temperatura próxima dos -70 ºC tornam, contudo, estes fluídos demasiado inóspitos para a vida tal como a conhecemos.

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

Um corte na cratera Duccio

A cratera Duccio num mosaico de imagens captadas pela sonda MESSENGER.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Duccio exibe uma das mais dramáticas paisagens da superfície de Mercúrio. Com cerca de 133 km de diâmetro, esta cratera é seccionada por uma gigantesca escarpa lobada, denominada Carnegie Rupes. Se nos aproximássemos desta estrutura, pelo seu lado sudoeste, veríamos uma parede com 2 km de altura erguendo-se a meio da cratera!

Escarpas como esta sugerem que Mercúrio contraiu radialmente entre 4,6 a 7 km - um fenómeno resultante do contínuo arrefecimento interno do planeta, desde a sua formação há 4,6 mil milhões de anos.

Carnegie Rupes recebeu o nome de um navio de pesquisa americano, lançado ao mar em 1909. Construído quase na totalidade em madeira e materiais não magnéticos, esta embarcação esteve durante 20 anos ao serviço do Departamento de Magnetismo Terrestre do Instituto Carnegie, nos Estados Unidos, recolhendo nas suas longas viagens uma quantidade imensa de dados do campo magnético terrestre.