“É o Sol habitado?"
Se (diz [François] Arago) essa questão fosse simplesmente proposta para mim — É o Sol habitado? — eu responderia que nada sei sobre a matéria. Mas permita-me supor que alguém me perguntasse se o sol pode ser habitado por seres organizados de maneira análoga àqueles que povoam nosso globo, não hesitaria em responder pela afirmativa. A existência, no sol, de um núcleo central obscuro, envolvido numa atmosfera opaca muito além da qual existe a atmosfera luminosa não se opõe, com efeito, a tal concepção. Continue lendo…
Vida após a Morte ou Planetas-Zumbis
Planeta habitável em torno de anã-branca. Se houver vida em um planeta que orbita uma estrela morta, porque não chamá-lo de “planeta-zumbi”? [Concepção artística de David Aguilar/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics]
Até as estrelas morrem. E quando uma estrela como o Sol morre, o que é relativamente comum, ela perde suas camadas mais externas e o que sobra é um pequenino núcleo, que conhecemos como anã-branca. Com um tamanho aproximadamente igual ao da Terra, era de se esperar que uma anã-branca fosse, em todo caso, uma estrela morta.
Até porque não há muitas esperanças para um planeta durante a morte de uma estrela solar. Antes de se encolher em uma anã-branca, uma estrela comum incha em uma enorme gigante vermelha, capaz de engolir e destruir quaisquer planetas mais próximos. Mas é possível que haja planetas — e planetas com vida — depois disso? Continue lendo…
Dupla de dois resolve duplas de três
Esporádicas. Assim são as soluções para problemas físico-matemáticos que atormentam os cientistas há séculos. Hoje aparece uma, outra é proposta daqui um par de décadas, depois de meio século surge uma terceira resposta. É bem entediante. É bem frustrante. Então não é difícil imaginar como a comunidade científica reage quando uma solução — uma que seja — é apresentada por alguém.
Continuando nosso experimento mental, imaginem agora o que acontece quando são divulgadas ao mesmo tempo não uma, nem duas, nem três, mas treze — treze, TREZE, 13 — soluções para um problema secular como o Problema dos Três Corpos.
O problema foi originalmente proposto pelo próprio Isaac Newton (1643-1727) e encontra-se na Proposição 66 do livro I dos Principia Mathematica e em seus 22 corolários subsequentes. O problema ainda reaparece nas proposições 25-35 do livro III, onde Newton trata da teoria lunar, i.e., do movimento da Lua sobre influência do Sol e da Terra.
Ao longo do século XVIII, o interesse sobre esse tipo de problema foi crescente. Tornar mais precisas as medições da órbita lunar significava, afinal, mais precisão na navegação, pois isso ajudaria a determinar a longitude geográfica em alto-mar. Na década de 1740, Jean d’Alambert (1717-1783) foi um dos que mais se dedicaram a esse problema e foi ele que passou a chamá-lo de menage à trois Problème des Trois Corps. Outro que se debruçou sobre o problema foi Joseph-Louis Lagrange (1736-1813), que em meio às suas investigações acabou encontrando os famosos pontos lagrangianos.
O caso do sistema com satélite ao redor de um planeta ao redor de uma estrela é o mais comum, mas não é o único. Dois séculos depois de Lagrange, nestes tempos de exploração espacial, o que não faltam são três corpos rodopiando por aí com atração gravitacional: podem ser três satélites ao redor de um planeta (e nós temos bem mais que isso). Ou então um exo-planeta ao redor de uma estrela-binária. Ou ainda três galáxias em meio a um cluster. E não é um problema apenas na escala cósmica. Há equivalentes nas escalas molecular e atômica.
Calcular as trajetórias de dois corpos gravitacionalmente ligados é simples. As leis gravitacionais de Newton nos dizem que nesse caso sempre teremos uma elipse. Mas a coisa complica com três bolas corpos. Tanto que até agora eram conhecidas apenas três configurações possíveis para o Problema dos Três Corpos: o sistema Lagrange-Euler, o sistema Broucke-Hénon e o caso meio óbvio que resulta numa figura parecida com o número 8 — ou, dependendo da sua referência, com ∞, o símbolo do infinito.
A maneira mais simples de descobrir esses padrões de órbitas é observando, como foi o caso do sistema Lagrange-Euler — um exemplo desse sistema é o modo como o Sol, Jupiter e o asteroide Trojan orbitam um ao outro. Ou então você pode “partir pra ignorância” e usar simulações computacionais.
Foi essa a abordagem adotada pelos físicos Milovan Šuvakov e V. Dmitrašinović, do Instituto de Física de Belgrado, na Sérvia. Os dois pesquisadores começaram com a simulação de uma solução já conhecida, mas mudaram um pouco alguns parâmetros para ver o que é que aconteceria. Essa curiosidade matemática parece ter se alinhado com Marte Júpiter Urano Plutão uma sorte tremenda e o resultado foi a descoberta de 13 — treze, TREZE — novas famílias de órbitas. E são órbitas estáveis, que eventualmente levam os corpos para os mesmos lugares onde estavam no início da simulação.
Em meio a (relativa) enxurrada de soluções possíveis, como se fazem comparações e análises? Šuvakov e Dmitrašinović decidiram usar o olhômetro mesmo e criaram versões topologicamente visíveis de todas aquelas órbitas. Elas foram virtualmente inseridas em uma esfera translúcida na qual era possível ver com o quê elas se pareciam. E foram, então, classificadas como “borboleta”, “óculos”, “novelos”, etc. Todas as possíveis soluções já foram publicadas em artigo na edição de 13 de março deste ano da Physical Review Letters.
No entanto, as 13 novas famílias orbitais descobertas pela dupla sérvia ainda não foram extensivamente testadas para verificar se são capazes de se manter estáveis por looooongos períodos de tempo. Os pesquisadores indicam que esse deve ser o próximo passo de sua pesquisa. Se confirmados teoricamente, todos esses novos modelos podem guiar estudos observacionais de sistemas reais. E o zoológico cósmico pode ficar ainda mais bizarro rico do que já parece.
Referência
Šuvakov, M. Dmitrašinović V. Three Classes of Newtonian Three-Body Planar Periodic Orbits, Phys. Rev. Lett. 110, 114301 (2013) DOI:10.1103/PhysRevLett.110.114301
[Enigma] Ano em escala
É comum que em aulas de Ciências os alunos sejam apresentados a modelos em escala do Sistema Solar. Considere um modelo no qual a distância média entre a esfera que representa o Sol e a esfera que representa a Terra seja de 1m.
Depois de observar esse modelo e aprender que um ano é definido como o tempo que a Terra leva para dar uma volta ao redor do Sol, uma criança pergunta: “qual seria a duração de um ano nessa escala?”
Como você responderia? Um ano pode ser reduzido em escala?
Nível: de fácil para médio.
Dica: considere que a densidade da matéria permaneça inalterada. Procure usar a lei de gravitação de Newton e expresse a massa do Sol em termos de sua densidade média.
Resposta: a qualquer momento da próxima quinta-feira, 21/02.
As últimas modas de Júpiter
Mudança de listras é tendência em Jupiter! [Imagem: NASA/IRTF/JPL-Caltech/NAOJ/A. Wesley/A. Kazemoto/C. Go]
Como todo gigante gasoso, Júpiter não tem uma aparência fixa. Mas, de uns anos para cá, o planeta-rei do nosso sistema solar anda experimentando frequentes mudanças de visual. Se parece que ele está tentando chamar a nossa atenção, é porque talvez haja um bom motivo: Júpiter anda apanhado demais dos asteroides ultimamente. Em vez de ficar com hematomas ou olhos roxos (o que afinal dá na mesma), o que se altera em Júpiter são os tons e a intensidade e o tamanho dos cinturões de nuvens que podemos observar.
A descoberta dessa relação entre quedas de asteroides e mudanças meteorológicas no ambiente jupteriano foi anunciada por Glenn Orton, pesquisador sênior do Jet Propulsion Laboratory, da NASA. Durante a apresentação, feita em uma conferência da American Astronomical Society, Orton explicou que as mudanças vistas em Júpiter são de uma escala global. “Nós já observamos algo assim antes”, declarou o pesquisador, “mas nunca com uma instrumentação moderna que nos permitisse entender o que estava acontecendo. Outras mudanças não se viam há décadas, e algumas regiões nunca tiveram a aparência que têm agora. Ao mesmo tempo, nunca vimos tanta coisa caindo em Júpiter. Agora estamos tentando compreender porque isso tudo está acontecendo.” Continue lendo…
Estrela é flagrada durante o jantar
Não, não estamos falando de uma estrela de cinema ou da TV. Não viramos o Ego ou o TV Fama. Mas você já deve ter ouvido falar que, um dia, daqui uns quatro meses bilhões de anos, um inchado e avermelhado Sol engolirá o nosso planeta. De certa forma, os cientistas acabam de ver isso — não no Sistema Solar, é claro.
Em trabalho recém-publicado no Astrophysical Journal Letters, uma equipe de astrônomos dos Estados Unidos, Espanha e Polônia afirmam ter descoberto que um planeta foi “engolido” enquanto estudavam a química de sua estrela-mãe. Um dos co-autores — Alex Wolszczan, da Pennsylvania State University — já é famoso no meio astronômico por ter liderado a equipe que descobriu o primeiro planeta extrassolar em 1992.
Durante as observações feitas entre 12 de janeiro de 2005 e 5 de março deste ano, no telescópio Hobby Eberly do McDonald Observatory, no Texas, os pesquisadores notaram que a estrela BD+48 740 devia ter acabado de jantar. No menu, um planeta com 1,6 massa de Júpiter. Sendo uma gigande vermelha em processo de envelhecimento, já se esperava que BD+48 740 estivesse em regime de engorda.
Concepção artístca do jantar estelar: petisco era um planeta pouco maior que Júpiter. [imagem: BBC]
O que ninguém esperava era pegá-la no flagra. Como explica Eva Villaver, da Universidad Autonoma de Madrid, em declaração à BBC, “capturar um planeta no ato de ser devorado por uma estrela é um feito quase improvável, dada a relativa rapidez do processo. Mas a ocorrência de tal colisão pode ser deduzida pela maneira como afeta a química estelar.”
Foi exatamente assim, por uma evidência química que, mesmo sem chegar a vê-lo, os cientistas descobriram que o planeta já havia sido servido (muito bem-pessado, talvez). Quando percebeu que BD+48 740 tinha uma concentração incomum de lítio — elemento que é rapidamente consumido pelas estrelas e, portanto, raro em sua composição —, a equipe passou a pensar que a estrela estava digerindo um de seus planetas. Também há outro planeta no sistema BD+48 740, situado a uns 1813 anos-luz, na direção da constelação de Perseu.
Esse sobrevivente foi tão afetado pelo cataclisma que serviu como testemunha que comprova a hipótese de uma estrela “fominha”. “De fato”, explica Andrzej Niedzielski, da Universidade Nicolaus Copernicus, em Torun, Polônia, “a órbita do planeta de BD+48 740 é a mais eliptica detectada até agora”. Essa órbita incomum não teria se formado naturalmente, mas seria consequência da desestabilização do sistema causada pelo crescimento da estrela e a consequente absorção de um planeta mais interno. Aliás, o planeta sobrevivente poderia ter sido lançado nessa nova órbita pela súbita liberação de energia causada por um “arroto” estelar. Comer um filho e arrotar diante de outro — que deselegante por parte de uma estrela-mãe!
M. Adamów et al. BD+48 740—Li Overabundant Giant Star with a Planet: A Case of Recent Engulfment? 2012 ApJ 754 L15. Artigo completo disponível em arXiv:1206.4938.
Qual é a cor do Universo?
Hubble Deep Field
Parece uma daquelas perguntas que só as crianças são capazes de fazer: qual é a cor do universo? Daí, ao tentar responder, você fica atordoado pensando se algo tão grande, tão vasto, tão desconhecido e tão obscuro pode ser representado visualmente por uma única cor. Se mesmo assim você ousasse fazer essa pegunta aos astrônomos há alguns anos, a maioria responderia que o Universo é de um turquesa-pálido. Um pouco óbvio, pensando bem.
Mas e se lhe dissessem que a cor do Universo estaria mais para um bege bem café-com-leite? Segundo o Science Soup, tal cor foi mencionada pela primeira vez em uma nota de rodapé de um paper sobre formação de estrelas escrito por dois astrônomos da Johns Hopkins University — infelizmente o Soup não cita os autores do tal paper. Foi um chute, mas ainda assim foi um chute com método científico, pois foi confirmado em uma pesquisa publicada na edição de dezembro de 2003 do Astrophysical Journal. Continue lendo…
Saturno Troll
Na noite de 25 de abril de 1889, por volta das 8:30, eu estava examinando Saturno com uma potência de cerca de 180 em um [telescópio] Brashear acromático de 4 polegadas e 1/8, quando, para minha grande surpresa, percebi que a sombra do globo sobre os anéis estava curvada de maneira errada, i.e., partindo do globo, como mostra o desenho. Pensando que meus olhos estivessem enganados, chamei minha esposa e, sem contar-lhe o que vi, pedi-lhe que me descrevesse a forma da sombra. Ela a descreveu como tendo sua extremidade direita curvada para fora do planeta.
Escrevi sobre isso ao Professor Comstock, do Washburn Observatory e ele me informou que, embora seja incomum, minha observação de Saturno estava longe de ser inédita. A mesma aparência fora observada em 1875 com um acromático de 26 polegadas em Washington. [James] Webb, em “Celestial Objects for Common Telescopes” [Objetos Celestes para Telescópios Comuns] diz: “A borda dessa sombra tem sido frequentemente encontrada curvada da maneira errada por sua perspectiva”. O Prof. Comstock ainda acrescenta: “Que eu saiba, nenhuma explicação satisfatória foi dada a essa anomalia”. — Aldro Jenks, “On the Reversed Curvature of the Shadow on Saturn’s Rings,” [“Da Curvatura Reversa da Sombra nos Anéis de Saturno”], Sidereal Messenger, 9:255, Junho de 1890
Há relatos similares em observações feitas entre 1886 e 1914. Ainda assim, qual seria o motivo? Todos os telescópios daquele período não podem estar com defeito… Seria uma ilusão de ótica causada por algum alinhamento incomum entre o Sol, a Terra e Saturno?
Como colonizar a galáxia, em 16 lições
1. Criação de aeronaves-foguetes com asas
2. Aumento progressivo da velocidade e altitude dessas aeronaves
3. Produção de verdadeiros foguetes, sem asas
4. Capacidade de pousar na superfície do mar
5. Alcançar a velocidade de escape (cerca de 8 km/s) e lançar o primeiro voo em órbita da Terra
6. Ampliar a duração dos voos de foguetes no espaço
7. Uso experimental de plantas para produzir uma atmosfera artificial em espaçonaves
8. Uso de trajes espaciais pressurizados para atividades no exterior de espaçonaves
9. Construção de estufas orbitais para plantas
10. Construção de grandes hábitats orbitais ao redor da Terra
11. Uso de radiação solar para produção de alimentos, aquecimento das moradias espaciais e para transporte através do Sistema Solar
12. Colonização do Cinturão de Asteroides
13. Colonização de todo o Sistema Solar
14. Conquista da perfeição individual e social
15. Após a superpopulação do Sistema Solar, colonizar a Via Láctea
16. Quando o Sol começar a morrer, as pessoas que permanecerem no Sistema Solar mudam-se para outros sois.
Pioneiro da astronáutica e da exploração espacial antes mesmo da criação de foguetes, o russo Konstantin Tsiolkovski publicou esse roteiro para a colonização do espaço em 1926. Conscientemente ou não, até agora seguimos seus conselhos. Já cumprimos, meio que toscamente, 7 dos primeiros passos — o uso de plantas como fonte de oxigênio ainda não foi alcançado. As cinco primeiras etapas foram cumpridas com grande rapidez, mas logo empacamos no passo 6, aumentar a duração das missões espaciais, que tem sido cumprido de modo excessivamente cauteloso e parece bastante atrasado.
A exploração dos asteróides, anunciada recentemente pela empresa Planetary Resources pode ser um negócio precipitado. De acordo com Tsiolkovski, esse seria o 12º. passo e deveria ser tentado apenas depois de conseguir sucesso a construção de diversas estações espaciais, de prolongadas permanências no espaço — talvez anos — e do uso da energia solar para sustentar todos os sistemas de sobrevivência fora da Terra. Nada disso foi conseguido e pode ser que o programa da Planetary Resources falhe por não seguir o roteiro de vovô Tsiolkovski.
Em uma palavra [101]
orbícola (or.bí.co.la)
adj. 1. Class. que habita em um orbe; habitante do mundo; que pode habitar qualquer ponto da Terra. 2. que viaja ou erra por todo o orbe, cosmopolita. 3. neol. que vive na órbita de algum planeta ou corpo celeste. [do lat. orbe = mundo, globo + -icola, habitante]
É um punhado de material cósmico, composto principalmente de carbono e hidrogênio, um animal, cordado, mamífero, primata, hominídeo pensante (cof,cof...) que não tem a mínima ideia do que está fazendo no mundo (ou do que é o mundo) e de quem é.