O Universo iluminado por detrás, uma Super Terra infernal e os 15 minutos de fama da antimatéria – Destaques da Semana

Esta é a primeira edição em muitos meses do “destaques da semana” do Universo Físico. Espero reviver um hábito antigo meu de pegar a enxurrada de notícias de ciência que nos atinge toda semana e selecionar cinco ou seis delas que mais chamaram minha atenção para ler com mais cuidado e resumir aqui no blog. Tomara que isso seja útil para alguém além de mim…



O Universo iluminado por detrás
Astrônomos criaram o maior e mais detalhado mapa tridimensional do universo visível, quando ele tinha apenas 3 bilhões de anos (hoje tem quase 14 bilhões). Para tanto, usaram um instrumento chamado BOSS que acoplado ao telescópio SDSS, permitiu coletar a luz individual de 14 mil corpos celestes chamados quasares – galáxias extremamente brilhantes e distantes, cuja a maior parte da luminosidade é emitida concentrada em um feixe, que serve de holofote para iluminar o universo mais recente. No caminho em direção a Terra, parte da luz desses feixes é absorvida por nuvens de gás hidrogênio, que re-emitem a luz em comprimentos de ondas diferente, imprimindo no espectro da luz dos quasares uma série de linhas que os astrônomos chamam de “floresta Lyman-alfa”. Analisando essas “florestas” é possível criar um mapa das variações de densidade das nuvens de hidrogênio, revelando quando e como elas se expandiram ou contraíram O mapa foi divulgado  em um encontro da American Physical Society esta semana. Os pesquisadores acreditam que acrescentando mais quasares ao mapa, poderão alcançar a sensibilidade para testar o papel da energia escura na aceleração da expansão do universo. (Fontes: Wired, New Scientist e LBNL. Imagem 1 extraída desta apresentação . Crédito da imagem 2: A. Slosar e colabroção SDSS-III, extraida da Wired)

Super Terra infernal em estrela visível a olho nu
“Há um certo prazer em ser capaz de apontar para uma estrela visível a olho nu e saber a massa e o raio de um de seus planetas”, escreve um grupo de astrônomos em um artigo, no qual reportam observações com o telescópio espacial canadense MOST. Observando a queda de luminosidade provocada pela passagem do planeta “55 Cancri e” em frente de sua estrela, a 55 Cancri, há 41 anos-luz de distância e com massa semelhante a do Sol, eles calcularam a distância do planeta à estrela (20 vezes mais próximo que Mercúrio do Sol) e o seu raio (60% maior que o da Terra). De observações anteriores da oscilação da velocidade radial da estrela, eles já sabiam o período de translação (17 horas e meia) e a massa do planeta (14 vezes a da Terra). Assim, determinaram que a densidade do “55 Cancri e” é quase o dobro da Terra, tão denso quanto chumbo. Outro grupo de astrônomos, porém, usando o telescópio espacial infravermelho Spitzer, da Nasa, obteve um valor 1,3 vezes maior para o raio, o que daria para o planeta uma densidade um pouco menor que a da Terra. Ambos grupos não sabem explicar a discrepância, que esperam resolver apontando o telescópio Hubble para a 55 Cancri. Em todo caso, está claro que o “55 Cancri e” faz parte de uma nova classe “Super Terras” próximas a suas estrelas – planetas rochosos um pouco maiores que a Terra, muito provavelmente com uma face sempre voltada para o seu sol, coberta por um oceano de lava – do qual fazem parte também os planetas recém descobertos Corot 7b e Kepler 10b. (Fontes: Universe Today, National Geographic News, Centauri Dreams e Starts With a Bang! Crédito da imagem: Jason Rowe, NASA Ames and SETI Institute and Prof. Jaymie Matthews, UBC)

Os 15 minutos de fama da antimatéria
Físicos do experimento ALPHA, no CERN, quebraram o recorde de aprisionamento de antimatéria estabelecido por eles mesmos em 2010. Ano passado, os pesquisadores anunciaram que haviam criado 38 átomos de anti-hidrogênio ao colidir uma nuvem de pósitrons (partícula de mesma massa que o elétron, mas com carga elétrica positiva) com um nuvem de antiprótons (partícula de mesma massa que o próton, mas com carga elétrica negativa), e os haviam aprisionado por 1/5 de segundo em uma armadilha magnética, tempo após o qual os anti-hidrogênios acabavam sendo aniquilados, ao entrar em contato com a matéria normal. Agora, o time do ALPHA conseguiu criar 309 anti-hidrogênios e mantê-los aprisionados por mil segundos, um pouco mais que 15 minutos. Conseguindo manter a antimatéria intacta por mais tempo vai permitir nos próximos anos realizar experimentos que vão testar se a antimatéria reage de maneira diferente à gravidade (será que antimatéria cai para cima?) ou ao eletromagnetismo (o espectro de emissão e absorção de luz do anti-hidrogênio é diferente do hidrogênio? ). (Fontes: Physics World, New Scientist, The ArXiV Blog. Crédito da imagem: Niels Madsen, ALPHA, CERN)


Brisa de matéria escura?
A famosa matéria escura – cuja existência é invocada pelos astrofísicos para explicar do giro das galáxias à evolução do universo inteiro – constitui 80% de toda a matéria, na forma de nuvens de gás rarefeito englobando a maioria das galáxias. Ela permeia tudo a nossa volta, embora seja imperceptível por interagir quase nada com a matéria comum. Alguns experimentos estão tentando obs
ervar colisões de partículas de matéria escura com os átomos de seus detectores, instalados no subterrâneo de minas ou montanhas para isolá-los da colisão com outras partículas que vem do espaço. Esta semana foi anunciado que o experimento CoGeNT registrou durante seus 15 meses de operação um excesso de colisões no verão e um déficit delas no inverno – um sinal atribuído a um “vento” de matéria de escura, que atingiria a Terra em seu giro em torno do Sol. A chance do sinal ser obra do acaso, porém, é muito alta. Serão necessários muito mais dados para confirmar uma possível descoberta. O sinal, entretanto, chamou a atenção por ser o primeiro resultado que se parece com o observado por outro experimento, o DAMA/LIBRA, em funcionamento há mais de dez anos, mas que contradiz os resultados do XENON100 e do CDMS II, que não registraram nada até agora.  (Fontes: Cosmic Variance, Physics Buzz, New Scientist, Science News. Imagem: Pesquisador-chefe do CoGeNT segurando a peça de germânio que serve de detector de matéria escura ).


Relatividade Geral confirmada (de novo)
Dois efeitos previstos pela teoria da gravitação de Einstein, a Relatividade Geral, foram confirmados pela equipe de cientistas da missão Gravity Probe B (GP-B). O projeto mais longo da Nasa (nasceu em 1959), a sonda ficou em órbita da Terra entre 2004 e 2005, carregando um conjunto de quatro esferas de quartzo cobertas de nióbio, cada uma girando rapidamente em torno de si, isoladas o máximo possível do ambiente de modo que o eixo de rotação de cada uma delas fosse influenciada apenas pela gravidade da Terra. Infelizmente, uma série de defeitos inesperados em sua aparelhagem e uma tempestade solar comprometeram seriamente a precisão do experimento. Agora, finalmente, a equipe do GP-B afirmou conseguir extrair de seus dados cheios de ruído os sinais de que os eixos de rotação das esferas foram desviados 0,0018 graus em um ano na direção norte-sul, como se esperaria de um corpo em queda livre no espaço curvo da Terra, e desviados de 0,000011 graus em um ano na direção leste-oeste, devido à curvatura provocada pela rotação do planeta. O anúncio serviu mais como uma prestação de contas da Nasa, uma vez que a GP-B foi muito criticada por sua demora e seu custo (760 milhões de dólares), além desses dois efeitos já terem sido comprovados por outros experimentos, inclusive com maior precisão. Mas ninguém pode negar o pioneirismo da GP-B e as tecnologias que sua equipe desenvolveu ao longo dos anos, que levaram à criação do GPS, por exemplo. (Fontes: Discovery News, Wired Science, Science News, Centauri Dreams, Carlos Orsi, Chi vó non pó, Science NOW Imagem: Gravity Probe B)

Fontes misteriosas de raios cósmicos no hemisfério sul
Embora tenha sido planejado para observar neutrinos, o experimento IceCube, próximo ao pólo Sul, detecta todo ano involuntariamente dezenas de bilhões de raios cósmicos – núcleos atômicos vindos do espaço que atingem a Terra a velocidades próximas a da luz. Raios cósmicos colidem com átomos da atmosfera, produzindo partículas carregadas chamadas múons. No gelo da Antártica, os múons emitem luz que é registrada pelos foto detectores do experimento. Físicos apresentaram na reunião da American Physical Society um mapa do hemisfério sul que mostra um excesso de raios cósmicos vindos de metade do céu, e um déficit na outra metade. Um padrão semelhante foi observado por outros experimentos no hemisfério norte. O problema é que esperava-se que os raios cósmicos viessem igualmente de todas direções, uma vez que suas prováveis fontes estão bem longe da Terra e os campos magnéticos da galáxia e de suas estrelas embaralharia suas direções. Algum fenômeno magnético, talvez  dentro do nosso sistema solar, está concentrando o raios cósmicos em certas partes do céu. Mas o que? (Fontes: New Scientist, PhysOrg e Astronomy)

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