14.043 – Supernova – A Morte Brilhante das Estrelas


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Supernovas são objetos celestes pontuais com luz extremamente intensa e com duração de apenas alguns meses. Da antiguidade, há poucos registros desses objetos, que desafiavam a compreensão de seus observadores. Na Europa dominada pelo aristotelismo, nenhum astrônomo lhes deu maior atenção. Pois segundo Aristóteles, o céu era imutável, do que se deduzia que tanto cometas como supernovas eram fenômenos atmosféricos. Como mostraremos mais adiante, as supernovas são explosões de estrelas de grande massa que exauriram suas fontes convencionais de energia.

A luminosidade de uma supernova (SN) é gigantesca. Em seu pico, que ocorre poucas semanas após o seu aparecimento, a luminosidade pode atingir valores de dez bilhões de sóis e a SN pode competir em luminosidade com toda a galáxia em que se situa. A figura 1 mostra a foto da SN 1994D que explodiu nas bordas da galáxia espiral NGC 4526 situada à distância de 108 milhões de anos-luz. Uma supernova expele até cerca de 90% da sua massa para o espaço, e séculos depois essa massa de gás pode ser vista como uma nebulosa em forma esférica ou de anel. A figura 2 mostra os gases formados por uma supernova que Kepler notou pela primeira vez dia 17/10/1604. Esta foi a última supernova inquestionavelmente observada na Via Láctea. Ocorreu a 20 mil anos luz de distância e pôde ser vista durante o dia por 3 semanas. Mas exames recentes de restos de SN indicam que em nossa galáxia ocorre em média uma supernova a cada 50 anos, ou seja, a cada 1,5 bilhões de segundos. Como o universo visível tem cerca de mil bilhões de galáxias, a cada segundo nele explodem centenas de SN. Mas mesmo com o atual sistema de monitoramento por meio de poderosos telescópios, a grande maioria delas passa despercebida.
Os primeiros estudos teóricos sobre supernovas foram realizados pelo físico suíço Fritz Zwicky (1898 – 1974) que desde os 27 anos trabalhou no Instituto Tecnológico da Califórnia. Zwicky, que em 1926 cunhou o termo supernova, teorizou que elas eram geradas por explosões de estrelas anãs brancas (ver anãs brancas no artigo Evolução Estelar). Junto com seu colega Walter Baade, Zwicky também reconheceu dois tipos de supernovas: Tipo I, cujo espectro de emissão não contém raias de absorção por hidrogênio, e Tipo II, que mostram raias de hidrogênio muito alargadas. É fato reconhecido da sociologia da ciência que a aceitação inicial de idéias realmente pioneiras depende consideravelmente da personalidade dos seus proponentes. Ocorre que Zwicky tinha um caráter singularmente arrogante e áspero. Sobre seus colegas de ofício, dizia que eram idiotas esféricos. Esféricos porque pareciam igualmente idiotas, qualquer que fosse o ângulo de visão. Esse não é definitivamente o tipo que faz sucesso facilmente. Ele fez algumas descobertas de grande importância que só foram levadas a sério décadas mais tarde. Em 1933, descobriu a existência da matéria escura, mas foi ignorado até os anos 1970, quando a matéria escura foi redescoberta independentemente. Coisa algo semelhante ocorreu com suas descobertas e idéias pioneiras sobre SN.
Os estudos mais recentes exigiram uma classificação mais detalhada das SN. Há 3 classes de supernovas tipo I, que são Ia, Ib e Ic, e pelo menos 3 classes de SN tipo II. Essa classificação é feita com base no espectro de luz das SN e também na sua curva de luminosidade, ou seja, a maneira como a luminosidade aumenta e, após atingir seu pico, decresce até finalmente tornar-se talvez invisível. Somente as SN tipo Ia são explosões de estrelas anãs brancas. As outras são explosões de estrelas gigantes – com massa maior do que uns 9 sóis – que consomem rapidamente o hidrogênio do seu núcleo, entram em crise energética e explodem sem passar pelo estágio de anãs brancas. Supernovas Tipo Ia podem ser observadas tanto em galáxias elípticas, nas quais há muito não há formação de novas estrelas, quanto nas galáxias espirais. Os outros tipos de supernovas só ocorrem nos braços das galáxias espirais, onde a formação de novas estrelas ainda é freqüente. Isso ocorre porque uma estrela com massa de 10 sóis vive apenas uns 10 milhões de anos antes de explodir como supernova.

Por que anãs brancas podem explodir como supernovas

Como se pode ver no artigo Evolução Estelar, estrelas com massa na faixa aproximada de 1 a 9 sóis, uma vez exaurido o hidrogênio em seus núcleo, passam por um processo no qual se tornam gigantes vermelhas, expelem grande parte da sua massa externa e o núcleo remanescente se transforma em uma anã branca composta principalmente de carbono e oxigênio. Uma anã branca é capaz de se manter estável, evitando seu colapso gravitacional por meio da chamada pressão por degenerescência eletrônica, desde que sua massa seja inferior ao chamado limite de Chandrasekhar, cujo valor é cerca de 1,4 massas solares. Mas uma estrela anã branca pode ganhar massa adicional se for parte de um sistema binário (pelo menos metade das estrelas existentes são binárias) e se a sua companheira também vier a se tornar gigante vermelha. Nesse caso, a anã branca começa a absorver matéria da vizinha agigantada (ver figura 4) até que finalmente atinja o limite de Chandrashekhar. Ao atingir esse limite, ela se colapsa e seu núcleo atinge temperatura de bilhões de graus, o que inicia um processo explosivo de fusão de carbono e oxigênio. Em questão de segundos a SN emite (1-2) x 1044 joules de energia, o que, em ordem de grandeza, equivale ao que o Sol emitirá em toda a sua existência.
Supernovas Tipo Ia são usadas como velas padrão

Vimos que a energia emitida por supernovas Tipo Ia varia por um fator de apenas 2. O mesmo ocorre com sua luminosidade máxima, que ocorre cerca de 2 semanas após a explosão. Pelo exame do espectro da luz emitida pela supernova, os astrônomos aprenderam a reconhecer as que têm maior ou menor luminosidade. Assim, essas supernovas têm sido utilizadas como velas padrão (fontes de intensidade bem estabelecida). A comparação entre a luminosidade aparente e a luminosidade absoluta presumível tem possibilitado medidas de grandes distâncias astronômicas com incerteza de apenas 7%, o que é muito pouco comparado com os métodos tradicionais. Isso tem levado a importantes avanços em cosmologia observacional, que serão discutidos mais adiante.

Os outros tipos de supernovas são explosões de estrelas muito massivas

Estrelas com mais de 9 massas solares podem explodir como supernovas sem passar pelo estágio de anãs brancas. Elas têm uma evolução complexa e relativamente rápida. No início, como todas as estrelas, elas geram energia pela fusão de hidrogênio em hélio em seu núcleo. Quando o hidrogênio no núcleo se exaure, cessa a geração de calor, a pressão para fora gerada pelo núcleo diminui e este se contrai sobre a pressão gravitacional da região externa rica em hidrogênio. Essa compressão aquece o núcleo o bastante para que 3 núcleos de hélio sejam fundidos para formar carbono. Na camada adjacente a esse núcleo superaquecido a temperatura se eleva o bastante para que tenha início a fusão do hidrogênio. Mas essa etapa evolutiva também chega a um fim e a estrela sofre nova compressão. No núcleo, elementos mais pesados começam a ser gerados por fusão, na camada adjacente tem início fusão de hélio para gerar carbono e em uma terceira camada começa a fusão do hidrogênio. As etapas vão se sucedendo até que a estrela adquira uma estrutura tipo cebola como exibida na figura 5.

 

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Figura 5 – Estrutura de cebola de uma estrela muito massiva ao final da sua vida na Sequência Principal.

Em dado momento, o calor gerado pelos processos de fusão não é mais capaz de gerar pressão para fora que suporte a compressão gravitacional. O núcleo central de ferro sofre um colapso com velocidade de até 70.000 km/s. Energia da ordem de 1046 joules é emitida na forma de neutrinos. Cerca de um centésimo da energia desses neutrinos é absorvida pelas camadas externas, o que gera a explosão de supernova. Material é expelido da estrela com velocidades de até 30.000 km/s, no que ela perde cerca de 90% da sua massa. O núcleo remanescente se transforma em uma estrela de nêutrons se a massa da estrela progenitora for menor do que cerca de 20 massas solares. Se for maior do que esse limite estimado, o núcleo se transforma em um buraco negro. Simulações em computador mostram que estrelas com massa maior do que 50 massas solares entram em colapso e convertem-se diretamente em buracos negros sem que haja uma explosão tipo supernova.

Os elementos pesados da tabela periódica são originários de supernovas

Não fossem as supernovas, a vida no universo seria impossível porque a química existente seria excessivamente simples. De fato, no Big Bang só foram produzidos hidrogênio, hélio e uma pitadinha de lítio. Todos os outros elementos são sintetizados em estrelas massivas e em algumas delas jogados no espaço em explosões de supernovas. Mesmo em estrelas com massa maior do que 9 massas solares, que dão origem a supernovas tipos Ib, Ic e II, os processos de fusão nuclear não são capazes de gerar elementos mais pesados do que o ferro. Isso porque a fusão nuclear do ferro com outros elementos consome energia em vez de gerá-la. Mas na explosão de supernovas, qualquer que seja o seu tipo, as ondas de choque do gás em expansão são capazes de suprir a energia suficiente para a síntese de todos os elementos da tabela periódica. Se uma nova estrela se forma em gás enriquecido desses elementos e essa estrela contém um sistema planetário, esses planetas podem apresentar uma química complexa o bastante para que nela se desenvolva a vida. Isso é exatamente o que ocorreu com o nosso Sol e seus planetas. A concentração de elementos pesados no Sol sugere que ele na verdade seja uma estrela de terceira geração. Com isso se quer dizer que ele foi gerado de gás produzido por uma (ou mais de uma) supernova cuja estrela progenitora (ou estrelas progenitoras) foram formadas de restos de supernovas. Eu e você, caro leitor, somos feitos de lixo atômico, somos filhos e netos de uma das maiores calamidades nucleares que se conhece no universo.

14.031 – O que é órbita?


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É o movimento que um corpo celeste realiza ao redor de outro corpo celeste pela influência de sua gravidade. Logo, a órbita terrestre é o movimento que os satélites, sejam eles naturais – como a lua, ou artificiais, realizam em volta do Planeta Terra.
Existem diferentes tipos de órbitas terrestres. Cada uma delas é utilizada por diferentes propósitos dependendo da distância que se encontram da superfície, da área coberta e do tempo necessário para completar a trajetória orbital.
Órbita geoestacionária
Em uma órbita geoestacionária, também chamada de GEO, os objetos permanecem em uma posição fixa em relação a superfície da Terra. De acordo com a Segunda Lei de Newton, para que um objeto em órbita se mantenha em posição fixa em relação a superfície terrestre, ele deve estar a uma distância fixa de 35.786 km do nível do mar e sob a linha do Equador.

A orbita geoestacionária é muito utilizada por satélites utilizados em sistemas de comunicação. Por ficarem na mesma posição em relação a superfície terrestre, eles conseguem cobrir áreas específicas com regularidade, sem que seja necessário interrupções no serviço ou o reposicionamento de antenas responsáveis por captar suas ondas.
Uma órbita baixa da Terra, também chamada de LEO, são aquelas localizadas abaixo da órbita geoestacionária, podendo estar entre 160 km e 2.000 km de distância do nível do mar. A Estação Espacial Internacional está localizada em uma órbita LEO, bem como a maior parte dos satélites meteorológicos e muitos satélites de comunicação.
Órbita polar
As órbitas polares estão entre as baixas órbitas pois possuem altura entre 200km e 1.000km de distância do nível do mar. A particularidade das órbitas polares é que elas varrem a superfície terrestre de polo a polo, formando um ângulo reto com o Equador. Esse tipo de órbita terrestre é muito utilizado por satélite de observação e imageamento da superfície.

Órbita heliossíncrona
Trata-se de um tipo de órbita localizada entre 600 km e 800 km de distância do nível do mar, que descreve uma órbita polar mantendo-se sempre alinhada à posição do sol. Esse tipo de órbita é utilizado por satélites que necessitam de condições de luz para desempenharem suas funções, como satélites óticos.

Órbita média da Terra
As órbitas médias da Terra, também chamada de MEO, são aquelas localizada acima das órbitas LEO e abaixo da órbita GEO, ou seja, entre 2.000 km e 36.000 km de distância do nível do mar. Essas órbitas são muito utilizadas por satélites de geolocalização e para satélites de comunicação que atendem as regiões próxima ao círculo ártico, onde as ondas dos satélites geoestacionários não conseguem chegar.

Órbita terrestre alta
Uma órbita terrestre alta, também chamada de HEO, são as órbitas localizadas acima da órbita geoestacionária, ou seja, acima de 36.000 km de distância do nível do mar. Nestas órbitas, os satélites levam mais de 24 horas para concluir uma revolução completa. Esse tipo de órbita foi muito utilizado durante a Guerra Fria pelos EUA para vigiar o território Russo por meio do projeto VELA.

Órbitas excêntricas
Todas as órbitas citadas descrevem trajetórias circulares nas quais a centrípeta exercida pela gravidade da Terra é a principal propulsora. Diferente dessas órbitas, a orbita excêntrica descreve uma trajetória elíptica, sendo que nas extremidades mais estreitas sua distância da superfície terrestre varia entre 500 km e 2.000 km e nas extremidades mais distantes pode chegar até 150.000 km. Esse tipo de órbita é utilizada por satélites que precisam se afastar da influência eletromagnética e gravitacional da Terra para coletarem dados espaciais.

14.023 – Como Funciona a Vela Solar?


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Velas solares são um tipo de propulsão que utiliza pressão de radiação para gerar aceleração. Elas são feitas de grandes espelhos membranosos de pouca massa que ganham momento linear ao refletirem fótons. A pressão de radiação à distância da Terra ao Sol é de aproximadamente 10−5 Pa[1] e é função inversa do quadrado da distância à fonte luminosa, se esta for pontual. Mesmo gerando aceleração de valor muito pequeno, velas solares são capazes de gerar aceleração constante por longos períodos e não requerem massa de reação, que geralmente totaliza uma fração significante da massa das espaçonaves que utilizam-na atualmente, possibilitando assim aumentar a carga útil da espaçonave e atingir grande velocidade. Várias tecnologias foram teorizadas a partir de velas solares de com usos para pequenas alterações de órbitas de satélites a propulsão de veículos espaciais para viagem interestelar.
Os conceitos científicos que embasam a tecnologia de velas solares são bem aceitos e difundidos, porém a tecnologia necessária para a construção viável de velas solares está em desenvolvimento, e missões espaciais baseadas em velas solares partindo de grandes agências ainda não foram executadas. Em 2005, em resposta à falta de interesse governamental, a organização Sociedade Planetária, movida por entusiastas, lançaria a espaçonave Cosmos 1, com propulsão baseada na tecnologia. Porém, o projeto fracassou pois houve uma falha no foguete que iria lançar a espaçonave de um Submarino, no Mar de Barents.
O conceito da tecnologia data desde o século XVII, com Johannes Kepler. Friedrich Zander na década de 1920 novamente propôs esse tipo de tecnologia, que tem sido gradualmente refinada. O intenso interesse recente de estudos científicos começou com um artigo do engenheiro e autor de ficção científica Robert L. Forward em 1984.
Posiciona-se um grande espelho membranoso que reflete a luz do Sol ou de outra fonte luminosa. A pressão de radiação gera uma pequena quantidade de impulsão ao refletir fótons. Inclinando a superfície reflexiva em certos ângulos para a fonte luminosa, gera-se propulsão em direção normal à superfície. Ajustes nos ângulos das velas podem ser feitos com a ajuda de pequenos motores elétricos, para que a vela se incline e possa gerar propulsão na direção desejada.
Teoricamente, também seria possível gerar aceleração em direção à fonte luminosa, contrariando o senso comum, ao desacoplar parte da vela e utilizá-la para concentrar luz numa face reflexiva oposta à fonte de luz.
Os métodos mais eficientes para utilizar velas solares envolvem manobras em direção à fonte de luz, onde a luz é mais intensa. Em meados da década de 1990 foi proposto um método que permite que uma espaçonave equipada com velas solares atinja velocidades de cruzeiro capazes de escapar do sistema solar a velocidades muito maiores do que as atingidas por outros métodos de propulsão avançados, como propulsão nuclear. Demonstrado matematicamente, esse modo de velejar foi considerado como uma das opções para viagens interestelares futuras pela NASA.

Esclarecendo:
Existe um mal-entendido que velas solares são movidas pelo vento solar, ou por partículas carregadas de alta energia do Sol. De fato, tais partículas gerariam impulso ao atingirem velas solares, porém esse efeito é pequeno comparado ao da pressão de radiação da luz: a força da pressão de radiação é cerca de 5.000 vezes maior do que aquela gerada pelo vento solar. Existem modelos propostos que se utilizariam do vento solar, porém precisariam ser muito maiores do que velas solares convencionais.
Outros também teorizam que o princípio das velas solares violaria o princípio da conservação de energia. Esse não é o caso, já que os fótons perdem energia ao atingir os espelhos de uma vela solar ao passarem por desvio Doppler: seu o comprimento de onda aumenta, diminuindo sua energia, em função da velocidade da vela – uma transferência de energia dos fótons solares para a vela. A energia adquirida soma momento à vela.
Atualmente, painéis de controle de temperatura, coletores solares e outras partes móveis são utilizados ocasionalmente como velas solares improvisadas, para ajudar espaçonaves comuns a fazer pequenas correções ou modificações na órbita sem utilizar combustível.
Algumas até tiveram pequenas velas construídas propositalmente para esse uso. Satélites Eurostar da EADS Astrium utilizam velas solares ligadas a seus painéis solares para realizar tarefas de ajuste de momento angular, economizando combustível (esses satélites acumulam momento angular através do tempo e comumente giroscópios são utilizados para controlar a orientação da espaçonave). Algumas espaçonaves não tripuladas, como a Mariner 10, utilizaram velas solares para estender sua vida útil.
Robert L. Forward mostrou que uma vela solar poderia ser utilizada para manipular a órbita de um satélite. Velas solares poderiam, no limite, ser utilizadas para manter um satélite sobre um pólo da Terra. Espaçonaves com velas solares também poderiam ser posicionadas em órbitas próximas ao Sol que seriam estacionárias tanto em relação com a Terra ou com o Sol, que Forward nomeou de ‘satatite’, em referência à estaticidade relativa da espaçonave. Isso seria possível pois a propulsão gerada pela vela cancela a força gravitacional exercida sobre a trajetória desejada. Uma dessas órbitas poderia ser útil para estudar as propriedades do Sol por longos períodos: uma dessas espaçonaves poderia teoricamente ser posicionada diretamente acima de um pólo do Sol e permanecer naquela posição por períodos prolongados.
Forward também propôs o uso de lasers para impulsionar velas solares. Um feixe suficiente poderoso expondo uma vela solar por tempo suficiente poderia acelerar uma espaçonave até uma fração significante da velocidade da luz. Essa tecnologia, porém, iria requerer lasers incrivelmente poderosos, lentes ou espelhos gigantescos.

Assista o vídeo:

13.966 – Por que os Planetas são Redondos?


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A esfera é a mais estável de todas as formas geométricas encontradas na natureza e, por isso, as partículas necessitam da menor quantidade de energia para chegar a esse formato.
Mas o que torna a esfera tão estável? “Ela é a única figura onde todos os pontos da superfície estão à mesma distância do núcleo”. Para os planetas, isso é imprescindível.
Como são corpos com uma quantidade enorme de massa, eles têm um campo gravitacional fortíssimo, que suga tudo para o seu centro. Assim, o formato esférico é a única maneira de garantir que o que está na superfície não seja sugado para o centro do planeta pela força da gravidade.
Os planetas, no entanto, não são esferas perfeitas. A distorção no formato original acontece por causa do movimento de rotação, que os achata um pouco perto dos pólos.

13.941 – Astronomia – Colisão que gerou a Lua nos deu os elementos da vida na Terra


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Estudo aponta que substâncias voláteis, como carbono, enxofre e nitrogênio, surgiram no planeta em consequência do impacto que formou o satélite natural.
A similaridade entre compostos encontrados aqui e no nosso satélite natural indicam que esses elementos foram gerados simultaneamente (Arek Socha/Pixabay)
Ao se chocar com a Terra no impacto que resultou na formação da Lua, um corpo do tamanho de Marte entregou ao nosso planeta alguns dos elementos voláteis essenciais à vida que temos até hoje, como o carbono, o enxofre e o nitrogênio. É isso que afirma um novo estudo publicado ontem (25) no periódico científico Science Advances.
De acordo com os autores, essa possibilidade explicaria a quantidade e distribuição desses elementos na composição da hidrosfera, atmosfera, crosta e manto terrestres. Para consolidar a ideia, os cientistas organizaram testes a alta pressão e temperatura, construíram modelos termodinâmicos e fizeram simulações numéricas.
Segundo eles, as similaridades entre as composições isotópicas do nitrogênio e do hidrogênio encontrados na Lua e na Terra sugerem que os elementos voláteis presentes em ambas tenham uma origem comum. Ou seja, a pesquisa aponta que a maior probabilidade é de que o impacto que formou nosso satélite lunar deixou, tanto aqui quanto lá, alguns desses componentes químicos, como carbono, enxofre e nitrogênio. Estes depois se combinaram para dar fruto a bactérias, plantas, animais e todos nós.

13.850 – Astrofísica – O Paradoxo de Olbers


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Em astrofísica, o paradoxo de Olbers (ou paradoxo da noite escura) argumenta que a escuridão do céu está em contradição com a hipótese de um universo infinito e estático. A escuridão do céu é uma das evidências da não estaticidade do universo, como no modelo do Big Bang do universo. Se o universo fosse estático e populado por uma quantidade infinita de estrelas, qualquer linha de visão partindo da terra coincidiria provavelmente com uma estrela suficientemente luminosa, de forma que o céu seria completamente brilhante. Isso contradiz a observação do céu predominantemente escuro.
O paradoxo foi descrito primeiramente pelo astrônomo alemão Heinrich Wilhelm Olbers em 1826 e anteriormente por Johannes Kepler em 1610 e Edmond Halley e Jean Philippe de Chéseaux no século XVIII. Face à simplicidade da pergunta acima, as respostas de Olbers e demais astrónomos vêm sempre acompanhadas com as mais inteligentes e elegantes explicações envolvendo múltiplas áreas das ciências exatas.
O paradoxo é a afirmação de que em um universo estático, infinito e com distribuição regular de estrelas em seu espaço, o céu noturno deveria ser brilhante.[1] O paradoxo possui o nome indevido já que num universo estático e infinito a distribuição de estrelas, mesmo sendo em número infinito, não precisa necessariamente ser regular. Aliás, a suposição de que a função de estrelas f(x) pela quantidade de volume de espaço x dividida por esse mesmo volume x tende a uma constante K quando x vai ao infinito é uma suposição muito forte.
Embora o Paradoxo de Olbers realmente constate que, se a distribuição de estrelas no céu fosse regular num universo infinito, a quantidade de energia estelar que atingiria a Terra seria infinita, não gera empecilhos para que haja um universo estático infinito com um número infinito de estrelas distribuídas de forma irregular (vide prova matemática abaixo). A presunção de que um universo infinito tenha obrigatoriamente um número infinito de estrelas também não pode ser provada – pois pode-se imaginar um universo infinito com o conjunto de matéria finita, mas dividida em infinitos corpos distintos – e abre-se em múltiplos exemplos e contradições.

Visibilidade das estrelas no céu noturno
Em qualquer caso, em um universo com infinitas estrelas, você veria uma distribuição homogênea delas pelo espaço. Isso não implica distribuição homogênea real, e sim apenas a disposição ótica delas.
Considere uma área A do céu que você vê, você tem como partida um volume x, cuja base é A, no qual pode estar uma estrela; como você procura no infinito, esse volume pode ser tão grande quanto for necessário para achá-la, de forma que mantenha a mesma forma e proporções do volume inicial. Resumindo, o volume no qual procura uma estrela pode tender ao infinito.
Seja g(x)/x a função da densidade estelar nesses volumes, onde x é o volume espacial e g(x), o volume estelar. Sabemos que quanto maior o volume espacial, menor será a sua densidade estelar. Se o volume que você olha é x, então g(x)/x vezes x = g(x) é a quantidade de estrelas que estará nele, e precisamos de apenas uma. Uma vez que g(x) tende ao infinito com x tendendo ao infinito, já que o universo tem infinitas estrelas, para qualquer área A do espaço em que você mirar a visão, ver-se-á obrigatoriamente uma estrela. Entenda como “ver” a captação de radiação dessa estrela, mesmo que seja tão fraca a ponto de você não percebê-la.
A visibilidade “homogênea” independe do comportamento da função g(x)/x, de forma que só importa g(x), que tende ao infinito quando x vai ao infinito, já que parte da premissa de que o universo é infinito e tem um número infinito de estrelas.
Apesar da precisão das respostas, quando a duvida é transferida para um habitante de um longínquo planeta, localizado no meio de um aglomerado globular, “Por que suas noites são claras? o questionamento toma outros sentidos.
Essa simples inversão, além de já nos trazer as mais sensatas e compreensíveis respostas, transforma o paradoxo anterior num fenômeno, associado a natureza humana, também rico em outras explicações mas de interesse de outras ciências e que não sejam tão exatas como as exatas, porem mais elucidativas, afinal num questionamento que envolve a utilização do conceito de limite e convergência o paradoxo surge ao introduzirem nos cálculos um um espaço de duas dimensões no lugar de três.

13.811 – O que é uma tempestade solar e como ela afeta a Terra


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Entendendo como funciona o fenômeno:

O Sol não é só uma estrela que influencia os planetas ao seu redor, ele também é um corpo em constante variação, com explosões violentas de radiação, e um exímio formador de energia em quantidades absurdas para os padrões terrestres.
Sua massa — de cerca de 330 mil vezes a da Terra — corresponde a 99,86% da massa do Sistema Solar. O apelido de Astro Rei não é mera força de expressão. Essa esfera gigante é composta, basicamente por Hidrogênio e Hélio, sendo que 3/4 de seu total é reservado ao primeiro elemento. Menos de 2% de sua composição consiste em elementos pesados, como oxigênio e carbono.
Diferente dos planetas que são considerados rochosos, como a Terra e Marte, ou gasosos, como Saturno e Júpiter, nossa fonte de calor é formada por plasma, gasoso na superfície e mais denso conforme se proxima do núcleo.
É exatamente ali, em seu coração, sob uma temperatura de 15 milhões de graus centígrados, que as reações químicas nucleares mais selvagens acontecem. São até 600 milhões de toneladas de hidrogênio convertidos em hélio por segundo. A diferença da massa dos dois elementos é expelida em forma de energia. Para sair do núcleo e chegar até a superfície da estrela, essa energia leva até um milhão de anos — um constraste bem grande com o tempo que as partículas do Sol levam para chegar até a Terra: 8 minutos.
Por isso, a camada mais externa do Sol, a Coroa, está sempre se expandindo, criando os ventos solares, por isso o nome “ejeções de massa coronal”. Quando explosões de grandes proporções acontecem nessa área, partículas solares são liberadas.
Os astrônomos estimam que o nosso Sol tenha 4,5 bilhões de anos.Considerando que uma estrela desta grandeza mantém seu brilho por até 10 bilhões de anos, ainda teremos muito com o que nos preocupar.
Os efeitos na Terra
Os aparelhos tecnológicos que usamos na Terra sofrem grande influência do clima espacial. Aparelhos como GPS e comunicadores que dependem de frequência de rádio, como aviões, podem ser impactados por estes presentes do Sol.
Em 1859, uma das maiores ejeções já lançadas pelo Sol atingiu o campo magnético da Terra, causando o colapso dos serviços telegráficos. Como dependemos muito mais da energia elétrica agora, se isso tivesse acontecido hoje os estragos poderiam ter sido maiores.
Na história, nenhuma tempestade solar jamais afetou uma missão espacial tripulada. Mas, em 1972, a NASA registrou rajadas solares que poderiam matar um ser humano desprotegido do campo magnético da Terra durante as missões Apollo 16 e 17.
Mas, calma, a NASA está sempre atenta às atividades solares. A agência espacial garante que mantém uma frota de naves heliofísicas que monitoram o ambiente espacial entre o Sol e a Terra. Além disso, existem eventos naturais impressionantes e maravilhosos só acontecem graças à influência do Sol, como a aurora boreal e a austral, que são o efeito mais visível do Astro Rei em nosso mundo.

13.751 – Eta Carinae: os segredos da maior explosão estelar que não resultou em uma supernova


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Imagine viajar para a lua em apenas 20 segundos. É nessa velocidade que o material de uma erupção se afastou do instável e extremamente massivo sistema estelar Eta Carinae, 170 anos atrás.
Quando gás é lançado tão rápido assim, resulta na completa aniquilação da estrela. Eta Carinae sobreviveu, no entanto, o que torna esse o gás mais rápido já medido a partir de uma explosão estelar que não levou a uma supernova na história.
Eta Carinae é a estrela mais luminosa conhecida em nossa galáxia. A explosão liberou quase tanta energia quanto uma supernova típica, que teria deixado para trás um cadáver estelar.
Nos últimos sete anos, uma equipe de astrônomos liderada por Nathan Smith, da Universidade do Arizona, e Armin Rest, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, nos EUA, têm determinado a extensão dessa explosão, observando ecos de luz de Eta Carinae e seus arredores.
Os ecos ocorrem quando a luz de eventos brilhantes e de curta duração é refletida por nuvens de poeira, que atuam como espelhos distantes redirecionando-a em nossa direção. Como um eco de áudio, o sinal de chegada da luz refletida tem um atraso após o evento original, devido à velocidade finita da luz.
No caso de Eta Carinae, o evento brilhante foi uma grande erupção que expeliu uma enorme quantidade de massa em meados do século XIX. O sinal tardio desses ecos permitiu que os astrônomos decodificassem a luz da erupção com telescópios e instrumentos astronômicos modernos, embora o episódio original tenha sido visto da Terra centenas de anos atrás.
A grande erupção promoveu temporariamente Eta Carinae para a segunda estrela mais brilhante visível em nosso céu noturno, superando a luz de todas as outras estrelas da Via Láctea. Material equivalente a cerca de dez vezes mais do que a massa do sol foi expelido, o que também formou a intensa nuvem de gás conhecida como Homunculus em torno da estrela.
Este remanescente é visível até por pequenos telescópios amadores a partir do hemisfério sul e das regiões equatoriais, mas é melhor observado em imagens obtidas com o Telescópio Espacial Hubble.
Para decodificar os ecos de luz da erupção em si, a equipe usou instrumentos do Observatório Gemini (Havaí), do Telescópio Blanco do Observatório Interamericano Cerro Tololo (Chile), e do Telescópio Magellan do Observatório Las Campanas (Chile).
Com os dados, os pesquisadores puderam fixar a velocidade da explosão: entre 10.000 e 20.000 quilômetros por segundo. “Nós vemos essas velocidades realmente altas o tempo todo em explosões de supernovas onde a estrela é obliterada. No entanto, neste caso, a estrela sobreviveu. Algo deve ter despejado muita energia nela em um curto espaço de tempo”, explicou Smith.
O material expulso por Eta Carinae está viajando até 20 vezes mais rápido do que o esperado de erupções típicas de uma estrela massiva. Os cientistas acreditam que a ajuda de duas estrelas parceiras pode explicar o fluxo extremo.
A maneira mais direta de explicar simultaneamente a ampla gama de fatos observados em torno da erupção e do sistema remanescente é uma interação de três estrelas, incluindo um evento dramático em que duas delas se fundiram em uma estrela monstro.
Compreender a dinâmica e o ambiente em torno das maiores estrelas da nossa galáxia é uma das áreas mais difíceis da astronomia. Estrelas muito massivas têm vidas curtas comparadas a estrelas como o nosso sol. Capturar uma no ato de uma grande etapa evolutiva é estatisticamente improvável. É por isso que um caso como o de Eta Carinae é tão importante.
Eta Carinae é um tipo de estrela instável conhecida como “variável luminosa azul”, localizada a cerca de 7.500 anos-luz. É uma das mais brilhantes da nossa galáxia, cerca de cinco milhões de vezes mais do que o sol, com uma massa cerca de cem vezes maior. Também tem a maior taxa conhecida de perda de massa antes de passar por uma explosão de supernova.
A quantidade de massa expelida na grande erupção de Eta Carinae no século XIX excede todas as outras conhecidas. Ela provavelmente sofrerá uma verdadeira explosão de supernova nos próximos meio milhão de anos, possivelmente muito mais cedo. Isso porque outras supernovas observadas passaram por erupções semelhantes apenas alguns anos ou décadas antes de sua morte.
Os resultados do estudo foram publicados em dois artigos na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. [ScienceDaily]

13.672 – Astrofísica – Estrelas já nasciam a todo vapor só 250 milhões de anos após Big Bang


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Graças a alguns dos mais poderosos telescópios em operação, astrônomos conseguiram obter detalhes de uma das galáxias mais distantes de que se tem conhecimento. Medições indicaram que a luz do objetoMACS1149-JD1 foi emitida há 13,3 bilhões de anos — apenas 500 milhões de anos após o Big Bang. Mas há indícios de que estrelas já se formavam ali bem antes disso.
Uma equipe internacional de pesquisadores descreve a descoberta de oxigênio naquela galáxia, a mais distante detecção do elemento já realizada no Universo. E sua presença só pode ser explicada pela existência de uma geração anterior de estrelas, que teria começado a se formar 250 milhões de anos antes.
Como apenas hidrogênio, hélio e lítio foram forjado pelo próprio Big Bang, o surgimento do oxigênio só se deu através do processo de fusão das primeiras estrelas. Para quantificar o elemento e obter medidas precisas da distância de MACS1149-JD1, os astrônomos utilizaram o radiotelescópio ALMA e o VLT, do ESO, além dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer.
“Essa galáxia é observada em um tempo no qual o Universo tinha apenas 500 milhões de anos e, ainda assim, já possui uma população de estrelas maduras”, disse em um comunicado o co-autor do artigo, Nicolas Laporte, pesquisador da University College London (UCL). “Podemos usá-la para sondar um período anterior, completamente desconhecido da história cósmica.”

O estudo coloca os cientistas um passo à frente em uma das buscas mais acirradas da astronomia moderna: determinar o momento em que as primeiras estrelas e galáxias surgiram. É a chamada aurora cósmica.
“Com essas novas observações de MACS1149-JD1, estamos chegando mais perto de testemunhar diretamente o nascimento da luz das estrelas! Como somos todos feitos de material estelar processado, estamos descobrindo nossas próprias origens”, diz o co-autor Richard Ellis, astrônomo sênior da UCL.

13.663 – Mega Hipóteses Astronômicas – Superterras podem estar prendendo ETs de explorar universo


superterras
Por exemplo, para lançar uma missão lunar parecida com a missão Apollo, um foguete em uma superterra teria que ser uma massa de cerca de 400.000 toneladas devido às exigências de combustível, estipula o estudo, o que é dez vezes mais do que é exigível na Terra. Para comparar, esse peso é mais ou menos equivalente ao da Grande Pirâmide de Gizé no Egito, informa o portal Space.com.
O autor do relatório e investigador independente afiliado ao observatório alemão Sonnesberg, Michael Hippke, ressalta que nos planetas mais maciços o voo espacial seria exponencialmente mais caro. “Tais civilizações não teriam televisão de satélite, uma missão lunar ou um telescópio Hubble.”
Pesquisas anteriores sugeriam não só que os mundos que não são parecidos com a Terra poderiam criar circunstâncias adequadas para a vida, mas também que alguns poderiam ser até melhores em comparação com os planetas parecidos com a Terra. As superterras, segundo os especialistas, poderiam ser “super-habitáveis”, já que a sua massa enorme cria uma gravidade mais forte e por isso eles poderiam ter camadas de atmosfera mais espessas e proteger melhor a vida dos nocivos raios cósmicos.

Se a vida nas superterras distantes evoluísse, tais alienígenas poderiam desenvolver uma civilização avançada capaz de efetuar voos espaciais. Entretanto, Hippke ressalta que a força gravitacional destes planetas poderia dificultar muito a decolagem dos extraterrestres dos seus planetas.
“Civilizações das superterras têm menos chances de explorar as estrelas. Ao contrário, de certo modo ficariam presos em seus planetas de origem e, por exemplo, beneficiariam mais do uso de lasers ou telescópios de rádio para comunicação interstelar em vez de enviar sondas ou naves espaciais”, sublinha o autor do estudo.
Para ele, os foguetes funcionam melhor no vácuo que em uma atmosfera e os habitantes de superterras poderiam atingir a órbita via foguetes convencionais usando elevadores espaciais viajando com cabos gigantes. Outra possibilidade, conforme Michael Hippke, é a propulsão por pulsos nucleares, quer dizer, um veículo seja levado ao espaço por explosões de bombas atômicas. Mesmo assim, o especialista adverte que este modo poderia levar a grande poluição ambiental.

13.643 – Novo estudo sugere que existia algo antes do Big Bang


O que é o Big Bang

Cerca de 90 anos atrás, um astrônomo belga chamado Georges Lemaître propôs que mudanças observadas na luz de galáxias distantes implicavam que o universo estava se expandindo.
Se o universo está ficando maior, isso significa que costumava ser menor.
Ao “voltar a fita” cerca de 13,8 bilhões de anos, chegamos finalmente em um ponto no qual o espaço deveria estar confinado a um volume incrivelmente pequeno, também conhecido como “singularidade”.
Os desdobramentos do Big Bang
Há uma série de modelos que os físicos usam para descrever o “nada” do espaço vazio. A relatividade geral de Einstein é um deles: descreve a gravidade em relação à geometria do tecido subjacente do universo.
Mas teoremas propostos por Stephen Hawking e o matemático Roger Penrose, por exemplo, afirmam que as soluções para as equações da relatividade geral em uma escala infinitamente densa – como dentro de uma singularidade – são incompletas.
Recentemente, Hawking deu sua opinião sobre o que havia antes do Big Bang em uma entrevista para Neil deGrasse Tyson, onde ele comparou as dimensões espaço-tempo do Big Bang com o polo sul. “Não há nada ao sul do Polo Sul, então não havia nada antes do Big Bang”, disse.
No entanto, outros físicos argumentam que há algo além do Big Bang. Uma das propostas, por exemplo, é de um universo espelho do outro lado desse evento, onde o tempo se move para trás.
A hipótese
Na nova pesquisa, os físicos Tim A. Koslowski, Flavio Mercati e David Sloan apresentaram um modelo que ressalta as contradições do Big Bang, conforme a relatividade geral.
Voltando a toda a questão da singularidade, os pesquisadores reinterpretaram o modelo existente do espaço em expansão, distinguindo o próprio espaço-tempo do “material” nele.
Eles chegaram a uma descrição do Big Bang onde a física permanece intacta conforme o estágio em que atua se reorienta.
Ao invés de uma singularidade, a equipe chama isso de “ponto de Janus”, em homenagem ao deus romano com dois rostos.
Entenda
Antes do ponto de Janus, as posições relativas e as escalas das coisas que compõem o universo efetivamente se achatariam em uma “panqueca” bidimensional à medida que voltamos no tempo.
Passando pelo ponto de Janus, essa panqueca se torna 3D novamente, apenas de trás para a frente.
É como se estivéssemos em um universo “invertido”. Os pesquisadores acreditam que isso poderia ter profundas implicações na simetria da física de partículas, talvez até produzindo um universo baseado principalmente em antimatéria.
Embora essa ideia de inversão não seja nova, a abordagem dos pesquisadores em torno do problema da singularidade é. “Não apresentamos novos princípios e não modificamos a teoria da relatividade geral de Einstein – apenas a interpretação que é colocada sobre os objetos”, disse um dos pesquisadores, David Sloan, da Universidade Oxford.

13.550 – Astrofísica – Pressão Atmosférica em de Júpiter


jupiter glif
É a maior atmosfera planetária do Sistema Solar. É composta principalmente de hidrogênio molecular e hélio em proporções similares às do Sol. Outros elementos e compostos químicos estão presentes em pequenas quantidades e incluem metano, amônia, sulfeto de hidrogênio e água. Embora acredite-se que a água esteja presente nas profundezas da atmosfera, sua concentração é muito baixa. A atmosfera joviana também possui oxigênio, nitrogênio, enxofre e gases nobres. A abundância destes elementos excede três vezes a do Sol.
De baixo para cima, as camadas atmosféricas são troposfera, estratosfera, termosfera, e exosfera. Cada camada possui seu gradiente de temperatura característicos.
A camada mais baixa, a troposfera, possui um sistema complicado de nuvens, com camadas de amônia, hidrosulfeto de amônia, e água. As nuvens superiores de amônia são visíveis da superfície do planeta, e estão organizadas em um sistema de bandas paralelas ao equador, sendo limitadas por fortes correntes atmosféricas (ventos) conhecidas como jatos. As bandas alternam-se em cor: as bandas de cor mais escuras são chamadas de cinturões, enquanto as bandas de cor mais clara, de zonas. Zonas, que são mais frias que cinturões, correspondem às regiões nas quais o ar está movendo para cima, enquanto nos cinturões o ar está movendo em direção ao interior do planeta. Acredita-se que a cor das zonas seja o resultado de gelo de amônia; não se sabe ainda com certeza o mecanismo que dão aos cinturões suas cores típicas.
A atmosfera jupiteriana possui vários tipos de fenômenos ativos, incluindo instabilidades das bandas, vórtices (ciclones e anticiclones), tempestades e raios.
A circulação atmosférica em Júpiter é significantemente diferente da circulação atmosférica terrestre. O interior de Júpiter é fluido, e não possui nenhuma superfície sólida. Portanto, convecção pode ocorrer na camada de hidrogênio molecular do planeta. Nenhuma teoria compreensiva sobre a dinâmica da atmosfera jupiteriana foi desenvolvida até o presente. Uma teoria bem sucedida deste tipo precisa responder às seguintes questões: a existência de bandas e jatos estáveis estreitos e relativamente simétricos em relação ao equador jupiteriano; o forte jato prógrado observado no equador; a diferença entre cinturões e zonas; e a origem e a persistência de grandes vórtices tais como a Grande Mancha Vermelha.
Júpiter radia mais calor do que recebe do Sol, fato conhecido desde 1966. Estima-se que a razão entre o poder emitido pelo planeta e o poder absorvido do Sol é de 1,67 ± 0,09. O fluxo de calor interno de Júpiter é de 5,44 ± 0,43 W/m², enquanto o poder total emitido pelo planeta é de 335 ± 26 petawatts. O último valor é aproximadamente iqual a um bilionésimo do valor do poder total radiado pelo Sol. Este excesso de calor é primariamente calor primordial proveniente da formação do planeta, mas pode resultar também da precipitação de hélio no interior do planeta.
Os primeiros astrônomos, utilizando pequenos telescópios com olhos como detectores, registraram as mudanças de aparência da atmosfera de Júpiter. Os termos utilizados para descrever as características da atmosfera jupiteriana — cinturões, zonas, manchas vermelhas e marrons, plumas, jatos — ainda são utilizados. Outros termos, tais como vorticidade, movimento vertical, altura das nuvens, entraram em uso depois, no século XX.
As primeiras observações da atmosfera jupiteriana em resoluções maiores do que as possíveis com telescópios terrestres foram tomadas pelas sondas Pioneer 10 e Pioneer 11, embora as primeiras imagens em detalhes da atmosfera jupiteriana foram tomadas pelas sondas Voyager 1 e Voyager 2. As Voyagers tomaram imagens com resolução de até 5 km, em vários espectros, e também criaram filmes de aproximação, mostrando a circulação atmosférica jupiteriana. A sonda Galileu observou menos a atmosfera jupiteriana, embora suas imagens tenham tido, em média, uma resolução maior, e um espectro mais diversificado do que as imagens tomadas pelas Voyagers.
Atualmente, astrônomos possuem acesso contínuo à atividade atmosférica de Júpiter graças a telescópios tais como o Hubble.
Júpiter é composto principalmente de hidrogênio, sendo um quarto de sua massa composta de hélio, embora o hélio corresponda a apenas um décimo do número total de moléculas. O planeta também pode possuir um núcleo rochoso composto por elementos mais pesados, embora, como os outros planetas gigantes, não possua uma superfície sólida bem definida.
Júpiter é observável da Terra a olho nu, com uma magnitude aparente máxima de -2,94, sendo no geral o quarto objeto mais brilhante no céu, depois do Sol, da Lua e de Vênus.
Júpiter possui a maior atmosfera planetária do Sistema Solar, com mais de 5 000 km de altitude.
Como o planeta não tem superfície, a base de sua atmosfera é considerada o ponto em que sua pressão atmosférica é igual a 100 kPa (1.0 bar).
Júpiter é o planeta de maior massa (318 vezes a massa da Terra, mais que todos os outros planetas juntos) e maior raio (cerca de 71500 km, 11 vezes o raio terrestre). Na verdade, Júpiter é tão grande que se pensa poder ser uma estrela abortada – não tem ainda a massa suficiente para que as forças gravitacionais pudessem começar a fusão nuclear. Outro elemento em favor desta teoria é a composição da atmosfera joviana: 90% de hidrogénio, 10% de hélio e vestígios de metano, dióxido de carbono, água, amónia e silicatos – não muito diferente da Nebulosa Solar primordial. Assim, se Júpiter fosse maior (cerca de 80 vezes maior), o nosso Sistema Solar teria uma estrela dupla Sol-Júpiter.

A massa de Júpiter é suficientemente grande, contudo, para ter efeitos sobre todo o Sistema Solar. Na Terra, por exemplo, uma análise matemática das marés mostra que, para além do efeito dominante, bem conhecido, da Lua, há um segundo efeito de origem solar (embora o Sol esteja muito distante, a sua massa é bastante para se fazer sentir) e um terceiro efeito, muito mais fraco mas claramente originado por Júpiter. A cintura de asteroides, entre Marte e Júpiter, deve-se ao efeito de maré de Júpiter, que não permitiu que os planetesimais se aglutinassem num planeta. É também este efeito de maré que mantém ativo o vulcanismo de Io, a mais interna das luas galileanas de Júpiter. Como a composição de Júpiter é essencialmente gasosa, o seu raio é definido arbitrariamente como o raio da isóbara de 1 bar, posição que não corresponde a nada de sólido. As imagens que vemos do planeta correspondem aos topos das nuvens.

jupiter figura

13.511 – A estrela mais misteriosa da galáxia continua confundindo cientistas


estrela-KIC-8462852
A estrela chamada KIC 8462852 já causou bastante agitação na comunidade científica, mas não vai ser desta vez (ainda) que solucionaremos seus mistérios.
Na verdade, eles acabaram de ficar ainda mais confusos.
Em 2015, os astrônomos ficaram intrigados devido a uma série de eventos de perda de brilho rápidos e inexplicados vistos na estrela, enquanto ela estava sendo monitorada pelo Telescópio Espacial Kepler, da NASA.
Para tentar entendê-la melhor, os pesquisadores Josh Simon e Benjamin Shappee e seus colaboradores decidiram fazer uma análise mais longa, acompanhando suas mudanças desde 2006.
Os astrônomos pensavam que a estrela estava apenas brilhando mais fraca com o tempo, mas o novo estudo mostrou que ela também se iluminou significativamente em duas ocasiões, em 2007 e 2014. Esses episódios inesperados complicam ou descartam quase todas as ideias propostas para explicar a estranheza observada em KIC 8462852.
Até agora, os cientistas já tentaram explicar suas diminuições de brilho com diversas hipóteses, desde que a estrela engoliu um planeta próximo a um grupo invulgarmente grande de cometas a orbitando, incluindo até uma megaestrutura alienígena.
Em geral, as estrelas podem parecer escurecer por breves períodos porque um objeto sólido (como um planeta ou uma nuvem de poeira e gás) passa entre ela e o observador, eclipsando seu brilho por um tempo.
Mas mesmo antes dessa evidência de dois períodos de brilho aumentado no passado da estrela, os períodos erráticos de escurecimento vistos na KIC 8462852 eram diferentes de qualquer coisa que os astrônomos já haviam observado.
No ano passado, Simon e Ben Montet, que também é coautor deste estudo, descobriram que, de 2009 a 2012, a KIC 8462852 diminuiu em brilho quase 1%. Seu brilho caiu 2% ao longo de apenas seis meses, o que é impressionante, permanecendo nesse nível pelos últimos seis meses de observações de Kepler.
Examinando cerca de 11 anos de dados, os pesquisadores concluíram que a estrela continuou a diminuir de brilho de 2015 até agora, e está 1,5% mais fraca do que em fevereiro desse ano. Além do escurecimento que a estrela experimentou de 2009 a 2013 e de 2015 até hoje, ela sofreu os já mencionados dois períodos de brilho aumentado também.

E agora?
“Até este trabalho, pensávamos que as mudanças de luz da estrela só estavam ocorrendo em uma direção – escurecendo”, afirmou Simon. “A percepção de que a estrela às vezes fica mais brilhante além de períodos de escurecimento é incompatível com a maioria das hipóteses para explicar o seu comportamento estranho”.
Um próximo passo importante da pesquisa será determinar como a cor da estrela muda com o tempo, especialmente durante as breves quedas de brilho. Essa informação pode ajudar a restringir as possíveis explicações sobre por que essa estrela age da forma que age.
Por exemplo, se o escurecimento for causado por poeira que obscurece a visão da estrela para nós, então ela deve parecer ficar mais vermelha à medida que escurece. Mas se objetos grandes estão bloqueando sua luz, nenhuma mudança de cor seria vista.
“Ainda não resolvemos o mistério. Mas entender as mudanças de longo prazo da estrela é uma peça chave do quebra-cabeça”, concluiu Simon. [Phys]

13.510 – Propulsor quebra recordes e pode nos levar para Marte


íons
Um propulsor que está sendo desenvolvido para uma futura missão da NASA para Marte quebrou vários recordes durante seus testes, sugerindo que a tecnologia está no caminho para levar os humanos ao planeta vermelho nos próximos 20 anos, segundo membros da equipe do projeto.
O propulsor X3, projetado por pesquisadores da Universidade de Michigan, em cooperação com a NASA e a Força Aérea dos EUA, é um propulsor Hall – um sistema que impulsiona a espaçonave acelerando uma corrente de átomos eletricamente carregados, conhecidos como íons. Na recente demonstração realizada no Centro de Pesquisa Glenn da NASA, o X3 quebrou recordes do máximo de potência, impulso e corrente operacional alcançados por um hélice Hall até hoje, de acordo com a equipe de pesquisa da Universidade de Michigan e representantes da NASA.
“Nós mostramos que o X3 pode operar com mais de 100 kW de potência”, disse Alec Gallimore, que lidera o projeto, em entrevista ao site Space. “Ele funcionou em uma enorme variedade de energia de 5 kW a 102 kW, com corrente elétrica de até 260 amperes. Ele gerou 5,4 Newtons de impulso, que é o maior nível de impulso alcançado por qualquer propulsor de plasma até o momento”, acrescentou Gallimore, que é decano de engenharia da Universidade de Michigan. O recorde anterior era de 3,3 Newtons.

40 km por segundo
Os propulsores Hall e outros tipos de motores de íons usam eletricidade (geralmente gerada por painéis solares) para expelir o plasma – uma nuvem semelhante a gás de partículas carregadas – para fora de um bocal, gerando impulso. Esta técnica pode impulsionar a nave espacial a velocidades muito maiores do que os foguetes de propulsão química podem, de acordo com a NASA.
É por isso que os pesquisadores estão tão interessados ​​na aplicação potencial de propulsão iónica para viagens espaciais de longa distância. Considerando que a velocidade máxima que pode ser alcançada por um foguete químico é de cerca de 5 quilômetros por segundo, um propulsor Hall poderia levar uma embarcação até 40 quilômetros por segundo, diz Gallimore.

Os motores de íons também são conhecidos por ser mais eficientes do que os foguetes de potência química. Uma nave espacial com propulsão Hall levaria carga e astronautas para Marte usando muito menos material propulsor do que um foguete químico. Um propelente comum para propulsores de íons é o xenônio. A nave espacial Dawn da NASA, que atualmente está em órbita no planeta anão Ceres, usa esse gás.
Em busca de mais Watts

O ponto negativo dos propulsores de íons, no entanto, é que eles possuem um impulso muito baixo e, portanto, devem operar por um longo tempo para acelerar uma nave espacial a altas velocidades, de acordo com a NASA. Além disso, os propulsores de íons não são poderosos o suficiente para superar a atração gravitacional da Terra, portanto não podem ser usados ​​para lançar a nave espacial.

“Os sistemas de propulsão química podem gerar milhões de kilowatts de energia, enquanto os sistemas elétricos existentes só conseguem 3 a 4 quilowatts”, explica Gallimore. Os propulsores Hall comercialmente disponíveis não são poderosos o suficiente para impulsionar uma nave tripulada até marte, acrescentou.

“O que precisamos para a exploração humana é um sistema que pode processar algo como 500.000 watts (500 kW), ou mesmo um milhão de watts ou mais”, aponta Gallimore. “Isso é algo como 20, 30 ou mesmo 40 vezes o poder dos sistemas convencionais de propulsão elétrica”.

É aí que entra o X3. Gallimore e sua equipe estão abordando o problema da energia, tornando o propulsor maior do que esses outros sistemas e desenvolvendo um design que aborda uma das falhas da tecnologia. “Nós descobrimos que, em vez de ter um canal de plasma, onde o plasma gerado é esgotado do propulsor e produz impulso, teríamos vários canais no mesmo propulsor”, explica. “Nós chamamos isso de canal aninhado”.
De acordo com Gallimore, o uso de três canais permitiu que os engenheiros tornassem o X3 muito menor e mais compacto do que um propulsor de Hall de canal único equivalente deveria ser. A equipe da Universidade de Michigan vem trabalhando na tecnologia em cooperação com a Força Aérea desde 2009. Primeiro, os pesquisadores desenvolveram uma hélice de dois canais, o X2, antes de passar para o X3, mais poderoso e com três canais.
Em fevereiro de 2016, a equipe se associou ao fabricante de foguetes com sede na Califórnia Aerojet Rocketdyne, que está desenvolvendo um novo sistema de propulsão elétrica, chamado XR-100, para o programa NASA Next Space Technologies for Exploration Partnerships ou NextSTEP. O propulsor X3 é uma parte central do sistema XR-100.
Scott Hall, doutorando da Universidade de Michigan que trabalhou no projeto X3 nos últimos cinco anos, disse que o trabalho tem sido bastante desafiador devido ao tamanho do propulsor.
“É pesado – 227 quilos. Tem quase um metro de diâmetro”, diz Hall. “A maioria dos propulsores Hall são o tipo de coisa que uma ou duas pessoas podem pegar e carregar ao redor do laboratório. Precisamos de um guindaste para mover o X3”.
No próximo ano, a equipe executará um teste ainda maior, que visa provar que o propulsor pode operar a plena potência por 100 horas. Gallimore diz que os engenheiros também estão projetando um sistema especial de blindagem magnética que deixaria o plasma longe das paredes do propulsor para evitar danos e permitir que o propulsor funcione de forma confiável por períodos de tempo ainda mais longos. Gallimore diz que, sem a blindagem, uma versão de vôo X3 provavelmente começaria a ter problemas após várias mil horas de operações. Uma versão blindada magneticamente pode ser executada por vários anos com força total, segundo ele. [Space]

13.488 – Nobel 2017 – Prêmio Nobel de Física vai para pesquisadores de buracos negros


nobel 2017
O Prêmio Nobel de Física deste ano foi dado aos cientistas Rainer Weiss, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, e Kip Thorne e Barry Barish, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, pela descoberta de ondulações no espaço-tempo, conhecidas como ondas gravitacionais.
Essas “ondas” foram previstas por Albert Einstein um século atrás, mas não tinham sido detectadas diretamente até pouco tempo.
O Dr. Weiss receberá metade do prêmio de 9 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 3,47 bilhões, no câmbio atual) e Dr. Thorne e Dr. Barish dividirão a outra metade.

A teoria
A importante descoberta aconteceu em fevereiro de 2016, quando uma colaboração internacional de físicos e astrônomos anunciou que haviam registrado ondas gravitacionais provenientes da colisão de um par de buracos negros maciços, a um bilhão de anos-luz de nós.
O trabalho validou uma previsão de longa data de Einstein. Em 1916, o físico propôs a teoria da relatividade geral, afirmando que o universo era como um tecido feito de espaço e tempo. Esse tecido podia se dobrar devido a objetos maciços, como estrelas e planetas.
Einstein também propôs que, quando dois objetos maciços interagem, eles podem criar uma ondulação no espaço-tempo. Tais ondulações deveriam ser detectáveis se pudéssemos construir instrumentos suficientemente sensíveis.

Os avanços
Weiss, Thorne e Barish foram os arquitetos e líderes do LIGO, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser, o instrumento que finalmente foi capaz de detectar essas ondas. Mais de mil cientistas participaram de uma colaboração para analisar os dados do LIGO.
Tal instrumento permaneceu um sonho até a década de 1970. Foi nessa época que Rainer Weiss sugeriu um projeto que ele pensava poder detectar ondas gravitacionais. Suas ideias foram então traduzidas em realidade através de uma série de pesquisadores, incluindo Kip Thorne, Ronald Drever e Barry Barish, no que se tornaria o LIGO.
Muitas etapas, US$ 1 bilhão em gastos e 40 anos se passaram até que a versão mais avançada do observatório, lançada em setembro de 2015, finalmente capturou o primeiro sinal que significaria a abertura de todo um novo campo da astronomia.

13.465 – Pode estourar seu cartão de crédito, o fim do mundo está chegando


planeta x
Bricadeiras à parte, tal boato já dura mais de 10 séculos
Um tal David Meade afirmou em um livro que neste sábado (23-09) o mundo acaba com a chegada do famigerado Planeta X. Pela teoria de Meade, o planeta seria na verdade uma estrela com um sistema planetário ao seu redor e estaria vindo em direção à Terra. Além de planetas, o sistema traria também cometas e asteroides e esses seriam arremessados contra a Terra, o que causaria destruição em massa.
Para fechar, tudo com o conhecimento da NASA que, óbvio, estaria escondendo a verdade. As fontes da “pesquisa” de Meade são trechos da bíblia que ele interpreta como acha melhor para vender seu livro e sua ideia e, de acordo com ele, o último eclipse solar do dia 21 de agosto teria precipitado a chegada do Planeta X.
Volta e meia tem gente que vem esse papo: ora com Planeta X, ora com Hercóbulus, ora com o Planeta Chupão e o mais popular entre os conspiracionistas, o Nibiru. Claro, a NASA está sempre envolvida na parada escondendo tudo.
A imagem abaixo é apontada, inclusive, como sendo de Niburu, mas pode trocar por um dos assassinos listado acima. Na verdade não passa da estrela V838 Monocerotis iluminando gás e poeira ejetados numa explosão milhares de anos atrás. E ela está longe, muito longe, tipo… 20 mil anos luz de distância.
Não perca seu tempo e pague suas contas
Para ser direto, não perca seu tempo. Se você tem compromisso no domingo, pode ir, prova ou conta vencendo na segunda, pode continuar pagando ou estudando porque o mundo vai estar inteiro.
Há quem diga que, na antiga Mesopotâmia, já havia citações a todos esses elementos destruidores, mas dar contexto científico ao que parece ser mitologia mal traduzida é um pouco demais. Se um planeta ou uma estrela como essa estivesse nas proximidades do Sistema Solar, nós já teríamos descoberto. E nem adianta dizer que a NASA está acobertando, pois ela não tem controle sobre todos os astrônomos do mundo. Quem me dera se ela me pagasse o que volta e meia me acusam de estar recebendo para permanecer calado…
Os céus do globo são monitorados por vários programas de defesa para justamente avistar algum asteroide com potencial de atingir a Terra. Corpos celestes com mais de 100 metros de tamanho são razoavelmente fáceis de descobrir e os maiores que isso, portanto, muito mais perigosos, são muito fáceis de se encontrar. Não há como uma estrela, ou um planeta gigantesco passar despercebido pela frota de telescópios terrestres. Aliás, tem muito mais astrônomo amador monitorando o céu do que astrônomos profissionais. Como manter uma conspiração com centenas de milhares de pessoas no mundo todo?
Além dos telescópios em Terra, algumas missões espaciais já varreram o céu todo em busca de planetas e/ou anãs marrons mais distantes no Sistema Solar. Nenhuma dessas iniciativas deu resultado positivo. Nem sequer um caso suspeito foi encontrado. Até mesmo Mike Brown, que tem como objetivo de vida descobrir mais um planeta no Sistema Solar e vasculha o céu todo, ano após ano por uma década encontrou alguma coisa suspeita.
Desses planetas todos, o Planeta X é o único que aparece nos livros de astronomia. Quando Percival Lowell procurava pelo nono planeta do Sistema Solar, – que depois viria a ser Plutão; pelo menos, até 2006 – se referia a ele como ‘Planeta X’ para que ninguém desconfiasse do que se tratava. Ele sabia que havia outras pessoas fazendo o mesmo e quando enviava ao seu observatório novas coordenadas o tratava desse jeito: o ‘X’ nada mais é do que a variável ‘X’, a incógnita a ser encontrada, como em qualquer equação matemática.
O fim do mundo está mais próximo de acontecer por iniciativa própria, do que por um planeta, asteroide ou estrela desgarrada. Eu me preocupo mais com a Coreia do Norte do que com Nibiru. Ah, sim, e com as contas no fim do mês que vão chegar implacavelmente.

13.463 – Reservas de água congelada em Mercúrio medem o dobro da área de SP


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Cientistas planetários da Universidade Brown, nos Estados Unidos, acabam de publicar um artigo cujos resultados, à primeira vista, podem parecer peculiares. Eles descobriram que a quantidade de gelo presente na superfície de Mercúrio é muito maior do que se pensava.
Mas como pode um planeta tão próximo do Sol apresentar temperaturas tão baixas a ponto de permitir que a água se mantenha em estado sólido?
Basta saber onde procurar. Como não há atmosfera para reter o calor, certas regiões que ficam sempre nas sombras, como os fundos de crateras, são congelantes o bastante. Se essas áreas nas quais a luz não chega estiverem nos polos, onde a incidência de radiação é menor, temos o lugar perfeito para se encontrar água congelada.
Foi em uma dessas regiões, no polo norte do planetinha só 40% maior do que a Lua, que os pesquisadores acharam três grandes lençóis de gelo, em volta dos quais existem diversas reservas com dimensões menores.
“Adicionando esses depósitos de menor escala aos depósitos maiores dentro das crateras, acrescenta-se significativamente ao inventário de gelo superficial em Mercúrio”, disse em comunicado Ariel Deutsch, líder do estudo.

Dados de sonda da Nasa
A pesquisa publicada no periódico Geophysical Research Letters foi feita em parceria com o orientador de doutorado de Deutsch, Jim Head, e Gregory Neumann, do centro Goddard da Nasa. O trio analisou dados coletados em Mercúrio por um dos instrumentos da sonda MESSENGER, que media com laser a refletividade da superfície.
Regiões brilhantes sugerem a presença de gelo, já que o relevo rochoso é mais escuro por refletir menos luz.
Com essas informações, os pesquisadores estimaram a área combinada dos três grandes reservatórios em 3,4 mil quilômetros quadrados — pouco mais de duas vezes a área da cidade de São Paulo.
No terreno em volta das crateras, a baixa resolução do instrumento só permitiu identificar outros quatro depósitos com cerca de cinco quilômetros de diâmetro, mas a equipe afirma que o padrão de refletividade da região como um todo sugere a presença de um grande número de pequenos depósitos.

Água por toda parte
“Achamos que provavelmente existem muitos, muitos mais destes, com tamanhos variando de um quilômetro até poucos centímetros”, diz Deutsch. A situação é semelhante com a verificada na Lua, onde também há abundância de gelo nos polos.
Mas, em primeiro lugar, como essa água toda foi parar em Mercúrio? Há duas hipóteses: teria sido trazida por cometas e asteroides, ou pode ter se formado no próprio solo, a partir de reações químicas entre o oxigênio e o hidrogênio injetado na superfície através do vento solar.
A pesquisa pode ajudar a solucionar o mistério. “Uma das maiores coisas que queremos entender é como a água e outros voláteis estão distribuídos pelo Sistema Solar interior — incluindo a Terra, a Lua e nossos vizinhos planetários”, diz o coautor Jim Head. “Esse estudo abre nossos olhos a novos lugares para se procurar por evidência de água e sugere que existe muito mais dela em Mercúrio do que pensávamos.”

14.456 – Astronomia – Mesmo “do lado” do Sol, Mercúrio abriga gelo


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Sabe quando o dia está tão quente que algum engraçadinho tenta fritar um ovo no asfalto? Bem, em Mercúrio, o ovo viraria pó. E o engraçadinho também. Quanto ao asfalto… bem, voltaria ao estado líquido (ou até gasoso). Durante o dia, a temperatura na superfície do menor planeta do Sistema Solar chega a 426ºC – mais ou menos o dobro do que alcança uma frigideira em um almoço terráqueo comum.
É mais quente do que nós conseguimos imaginar, mas dá para entender: o astro está a “só” 57,9 milhões de quilômetros do Sol, 3 vezes menos do que nós. Que boca de fogão é páreo para isso?
O que é um pouco mais difícil de entender é como, em lugar tão quente, pode existir gelo – sim, água no estado sólido – ao ar livre. Pois foi essa a conclusão de um artigo científico publicado na por pesquisadores da Universidade Brown, nos EUA.
Vamos dividir a explicação em duas partes. Primeira: ao contrário da Terra, que por causa de sua atmosfera é capaz de reter o calor do dia ao longo da noite, a superfície de Mercúrio está em contato direto com o vácuo em seu entorno. Isso significa que, apesar da temperatura absurda durante o dia, as noites lá também são consideravelmente mais frias que as nossas – a mínima recorde é – 173ºC. Sim, negativos.
Se a diferença entre dia e noite é tão extrema, é de se esperar que a diferença de temperatura entre locais com sombra e locais iluminados, mesmo durante o dia, também seja razoável. Sabe quando você está suando ao ar livre, mas acaba colocando uma blusinha quando chega a um lugar coberto? Pois é, multiplique essa sensação.

A superfície de Mercúrio, como a da Lua, é cheia de crateras – algumas bastante fundas. Crateras fundas são um ótimo depósito para líquidos. Além disso, dependendo de sua posição geográfica na superfície do planeta, elas são capazes de fornecer uma sombra mais ou menos constante ao que estiver em seu interior. Uma cratera próxima ao equador (baixa latitude) não é muito refresco: nela, a luz solar sempre incidirá diretamente no buraco, mesmo que apenas por um breve período do dia. Já uma próxima dos polos (alta latitude) sempre formará uma sombra. Isso tem a ver com o ângulo que a luz da estrela atinge a superfície do planeta.

Além disso, é preciso lembrar que o eixo de rotação de Mercúrio, ao contrário do da Terra, não é inclinado em relação a seu plano de órbita. Em bom português, isso significa que não há estações por lá: todos os pontos de sua superfície são atingidos pela luz na mesma proporção ao longo do ano (que dura apenas 88 dias). Por causa disso, o grau de exposição ao Sol nos polos do planeta é constante – o que ajuda a estabilizar o gelo do interior das crateras que estão no ângulo ideal para se proteger da luz solar. Em outras palavras, surgem pequenos pontos de sombra (ou noite) eterna nas falhas mais fundas.

Foi justamente apontando os telescópios para essas crateras polares que, na década de 1990, astrônomos viram reflexos que poderiam ser explicados de forma satisfatória pela presença de lençóis de gelo. Fazendo uma análise criteriosa dos dados colhidos pelo altímetro da sonda Messenger, que operou até 2015 na órbita de Mercúrio, o pesquisador responsável pelo estudo mais recente, Ariel Deutsch, confirmou essa suspeita, e calculou que a área total coberta pelos três principais depósitos de gelo encontrados é de 3,4 quilômetros quadrados – mais que o dobro do município de São Paulo. Outros quatro depósitos, menores, têm cerca de cinco quilômetros de diâmetro cada um.

Além dos lençóis em si, abrigados no interior das falhas geológicas, os dados de refletividade da superfície no entorno delas também revelaram pontos isolados de água, ainda que em quantidades bem menores. “Nós sugerimos que essa reflexão mais intensa é causada por concentrações de gelo de pequena escala que estão espalhadas pelo terreno”, explicou Deutsch em comunicado. “Costumávamos a pensar que o gelo na superfície de Mercúrio existe predominantemente em grandes crateras, mas nós temos evidências de que também há pequenos depósitos.”

16.382 – O que é uma tempestade solar e como ela afeta a Terra


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O Sol não é só uma estrela que influencia os planetas ao seu redor, ele também é um corpo em constante variação, com explosões violentas de radiação, e um exímio formador de energia em quantidades absurdas para os padrões terrestres.
Sua massa — de cerca de 330 mil vezes a da Terra — corresponde a 99,86% da massa do Sistema Solar. O apelido de Astro Rei não é mera força de expressão. Essa esfera gigante é composta, basicamente por Hidrogênio e Hélio, sendo que 3/4 de seu total é reservado ao primeiro elemento. Menos de 2% de sua composição consiste em elementos pesados, como oxigênio e carbono.
Diferente dos planetas que são considerados rochosos, como a Terra e Marte, ou gasosos, como Saturno e Júpiter, nossa fonte de calor é formada por plasma, gasoso na superfície e mais denso conforme se proxima do núcleo.
É exatamente ali, em seu coração, sob uma temperatura de 15 milhões de graus centígrados, que as reações químicas nucleares mais selvagens acontecem. São até 600 milhões de toneladas de hidrogênio convertidos em hélio por segundo. A diferença da massa dos dois elementos é expelida em forma de energia. Para sair do núcleo e chegar até a superfície da estrela, essa energia leva até um milhão de anos — um constraste bem grande com o tempo que as partículas do Sol levam para chegar até a Terra: 8 minutos.
Por isso, a camada mais externa do Sol, a Coroa, está sempre se expandindo, criando os ventos solares, por isso o nome “ejeções de massa coronal”. Quando explosões de grandes proporções acontecem nessa área, partículas solares são liberadas.
Os astrônomos estimam que o nosso Sol tenha 4,5 bilhões de anos.Considerando que uma estrela desta grandeza mantém seu brilho por até 10 bilhões de anos, ainda teremos muito com o que nos preocupar.

Os efeitos na Terra
Os aparelhos tecnológicos que usamos na Terra sofrem grande influência do clima espacial. Aparelhos como GPS e comunicadores que dependem de frequência de rádio, como aviões, podem ser impactados por estes presentes do Sol.
Em 1859, uma das maiores ejeções já lançadas pelo Sol atingiu o campo magnético da Terra, causando o colapso dos serviços telegráficos. Como dependemos muito mais da energia elétrica agora, se isso tivesse acontecido hoje os estragos poderiam ter sido maiores.
Na história, nenhuma tempestade solar jamais afetou uma missão espacial tripulada. Mas, em 1972, a NASA registrou rajadas solares que poderiam matar um ser humano desprotegido do campo magnético da Terra durante as missões Apollo 16 e 17.
Mas, calma, a NASA está sempre atenta às atividades solares. A agência espacial garante que mantém uma frota de naves heliofísicas que monitoram o ambiente espacial entre o Sol e a Terra. Além disso, existem eventos naturais impressionantes e maravilhosos só acontecem graças à influência do Sol, como a aurora boreal e a austral, que são o efeito mais visível do Astro Rei em nosso mundo.

13.280 – Missão da NASA que “tocará o Sol” faz homenagem a astrofísico lendário


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Em anúncio realizado, diretores da NASA decidiram batizar a primeira missão que explorará mais detalhes do Sol com o nome do astrofísico Eugene Parker, responsável pelos primeiros estudos sobre como os campos magnéticos e partículas solares influenciam os planetas do Sistema Solar. O evento organizado pela agência espacial norte-americana aconteceu no auditório da Universidade de Chicago, onde Parker é professor emérito do Departamento de Astronomia e Física.
Thomas Zurbuchen, um dos diretores da NASA, afirmou que essa é a primeira vez que a agência batiza uma missão com o nome de alguém que ainda está vivo – Parker, que iniciou seu estudo sobre o Sol na década de 1950, completará 90 anos de idade no próximo dia 10 de junho.
Em 1958, o astrofísico publicou um artigo com as primeiras investigações a respeito de um fenônemo que ficaria conhecido como vento solar: em sua pesquisa, Parker estudou o comportamento da emissão de partículas e de eletromagnetismo que “escapa” da coroa solar, região conhecida como a “atmosfera externa” do Sol, onde as temperaturas são superiores à própria superfície solar. Ao longo de seu trabalho, o cientista analisou a interação da expansão da coroa solar e de sua relação com os planetas.
Na missão planejada pela NASA, a nave que será desenvolvida precisará lidar com temperaturas altíssimas e radiação em um nível que nenhuma outra precisou lidar. A ideia é que ela traga informações que nos ajudem a prever tempestades solares e a revelar os segredos da nossa estrela mais próxima.
A pequena nave treinará na órbita de Vênus por sete anos antes de ficar a seis milhões de quilômetros da superfície do Sol. Parece meio longe, mas é o suficiente para rastrear os campos magnéticos e analisar algumas partículas solares sem derreter por completo. A missão será lançada em 2018.