ASTRÓNOMOS PROCURAM SINAIS DE VIDA EM EXOPLANETA DO SISTEMA WOLF 1061

Impressão de artista de um exoplaneta. Um exoplaneta é um planeta que fora do nosso Sistema Solar.
Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech

Existe alguém lá fora? A questão de se os terráqueos estão sozinhos no Universo tem intrigado todos, desde biólogos a físicos, passando por filósofos e cineastas. É também a força motriz por trás da investigação sobre exoplanetas do astrónomo Stephen Kane da Universidade Estatal de San Francisco - planetas que existem para lá do nosso Sistema Solar.

Como um dos principais "caçadores de planetas" do mundo, Kane concentra-se na descoberta de "zonas habitáveis", áreas onde a água pode existir em estado líquido à superfície de um planeta, caso exista pressão atmosférica suficiente. Kane e a sua equipa, que inclui Miranda Waters, antiga estudante de graduação, examinaram a zona habitável de um sistema planetário a 14 anos-luz de distância. Os seus achados serão publicados na próxima edição da revista The Astrophysical Journal, num artigo com o nome "Characterization of the Wolf 1061 Planetary System."

"O sistema Wolf 1061 é importante porque está muito perto e isso dá-nos várias oportunidades para fazer estudos de acompanhamento com o objetivo de ver se realmente tem vida," comenta Kane.

Mas não é apenas a proximidade de Wolf 1061 com a Terra que o torna num tema atraente para Kane e para a sua equipa. Um dos três planetas conhecidos do sistema, um planeta rochoso chamado Wolf 1061c, está inteiramente dentro da zona habitável. Com a ajuda de colaboradores da Universidade Estatal do Tennessee e de Genebra, na Suíça, foram capazes de medir a estrela em torno da qual o planeta orbita para obter uma imagem mais clara se a
vida pode lá existir.

Quando os cientistas procuram por planetas que possam sustentar vida, estão basicamente à procura de um planeta com propriedades quase idênticas às da Terra, realça Kane. Tal como a Terra, o planeta terá que existir num ponto ideal a que chamamos "zona habitável", onde as condições são ideais para a vida. Simplificando, o planeta não pode estar demasiado perto nem demasiado longe da sua estrela hospedeira. Um planeta que está demasiado perto seria muito quente. Se está muito longe, poderá ser muito frio e qualquer água aí presente estaria
sob o estado sólido, que é o que acontece em Marte, acrescentou Kane.

Por outro lado, quando os planetas aquecem, pode ocorrer um "efeito de estufa", onde o calor fica preso na atmosfera. Os cientistas pensam que foi isto que aconteceu com o gémeo da Terra, Vénus. Pensa-se que Vénus já teve oceanos, mas, devido à sua proximidade com o Sol, o planeta tornou-se demasiado quente e toda a água evaporou-se. Dado que o vapor de água é extremamente eficaz a "prender" o calor, tornou a superfície planetária ainda mais quente. A temperatura à superfície de Vénus atinge agora os 460º C.

Uma vez que Wolf 1061c está perto da orla interna da zona habitável, o que significa que está mais perto da estrela, é possível que o planeta tenha uma atmosfera mais parecida com a de Vénus. "Está perto o suficiente da estrela para suspeitarmos da existência de um efeito de estufa," explica Kane.

Kane e a sua equipa também observaram que, ao contrário da Terra, que atravessa mudanças climáticas como idades do gelo devido a variações lentas na sua órbita em torno do Sol, a órbita de Wolf 1061c muda a um ritmo muito mais rápido, o que poderá significar que o clima é bastante caótico. "Pode fazer com que a frequência com que o planeta arrefece
ou aquece seja bastante severa," afirma Kane.

Estes achados deixam no ar a pergunta: será que a vida é possível em Wolf 1061c? Uma possibilidade é que as escalas curtas de tempo, nas quais a órbita de Wolf 1061c muda, podem ser suficientes para arrefecer o planeta, realça Kane. Mas para entender realmente o que se está a passar na superfície do planeta são necessárias mais investigações.

Ao longo dos próximos anos serão lançados novos telescópios como o Telescópio Espacial James Webb, o sucessor do Telescópio Espacial Hubble, e este será capaz de detetar componentes atmosféricos dos exoplanetas e mostrar o que está a acontecer à superfície.

MICRÓBIOS PODEM SOBREVIVER AO FINO AR DE MARTE

Impressão de artista de como Marte poderá ter sido com água, quando quaisquer potenciais micróbios marcianos poderiam ter evoluído.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Um novo estudo descobriu que os micróbios, que estão classificados como dos organismos mais simples e antigos da Terra, podem sobreviver ao ar extremamente frio de Marte.

A superfície marciana é atualmente fria e seca, mas há uma abundância de evidências que sugerem que rios, lagos e mares já cobriram o Planeta Vermelho há milhares de milhões de anos atrás. Como a vida existe virtualmente onde quer que haja água líquida cá na Terra, os cientistas sugeriram que a vida pode ter evoluído em Marte quando este era mais molhado, e que a vida poderá ainda existir mesmo agora.

"Dos ambientes que encontramos aqui na Terra, existe um determinado tipo de micro-organismo em quase todos," comenta Rebecca Mickol, astrobióloga do Centro de Ciências Espaciais e Planetárias da Universidade do Arkansas em Fayetteville, autora principal do estudo. "É difícil acreditar que não existem outros organismos lá fora noutros planetas ou até em luas."

Mickol e a sua equipa divulgaram os seus achados no artigo, "Low Pressure Tolerance by Methanogens in an Aqueous Environment: Implications for Subsurface Life on Mars", publicado na revista científica Origins of Life and Evolution of Biospheres.

Investigações anteriores detetaram metano, a molécula orgânica mais simples, na atmosfera marciana. Embora existam maneiras abióticas de produzir metano - como atividade vulcânica - grande parte deste gás incolor, inodoro e inflamável presente na atmosfera da Terra é produzido por vida, como gado quando digere alimentos.

"Um dos momentos mais excitantes, para mim, foi a deteção de metano na atmosfera marciana," realça Mickol. "Na Terra, a maioria do metano é produzido biologicamente por organismos passados ou presentes. O mesmo pode ser verdade para Marte. Claro, existem montes de alternativas possíveis para a existência do metano marciano e este ainda é considerado controverso. Mas isso só aumenta a excitação."

Na Terra, os micróbios conhecidos como metanógenos produzem metano, também conhecido como gás natural. Os metanógenos vivem tipicamente em pântanos, mas também podem ser encontrados nas entranhas de bovinos, térmitas e outros herbívoros, bem como em matéria orgânica morta e em decomposição.

Os metanógenos estão entre os organismos mais simples e mais antigos da Terra. Estes micro-organismos são anaeróbios, isto é, não requerem oxigénio. Ao invés, muitas vezes dependem de hidrogénio para energia e o dióxido de carbono é a fonte principal dos átomos de carbono que usam para criar moléculas orgânicas.

O facto dos metanógenos não necessitarem de oxigénio nem de fotossíntese significa que podem viver mesmo abaixo da superfície marciana, protegidos dos duros níveis de radiação ultravioleta do Planeta Vermelho. Isto pode torná-los candidatos ideais para a vida em Marte.

No entanto, a área mesmo por baixo da superfície de Marte está exposta a pressões atmosféricas extremamente baixas, normalmente consideradas inóspitas para a vida. A pressão à superfície de Marte, em média e ao longo do ano marciano, varia de um centésimo a um milésimo da pressão da Terra, demasiado baixa para a água líquida permanecer à superfície. Neste ar tão fino, a água ferve facilmente (em contraste, a pressão no ponto mais alto da superfície terrestre, o topo do Monte Evereste, é cerca de um-terço da pressão da Terra ao nível do mar).

Para determinar se os metanógenos poderiam sobreviver a um ar tão fino, Mickol e Timothy Kral, o autor sénior do estudo e astrobiólogo da Universidade do Arkansas em Fayetteville, levaram a cabo experiências com quatro espécies de metanógenos. Incluíram: Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum e Methanococcus maripaludis. As experiências anteriores com base nestas quatro espécies, ao longo de mais de 20 anos, geraram uma grande quantidade de dados sobre estes organismos e sobre as suas taxas de sobrevivência em condições marcianas simuladas.

O conjunto mais recente de experiências, que levou cerca de um ano, envolveu o crescimento de micróbios em tubos de ensaio dentro de líquidos que serviam como representações dos fluídos potencialmente correndo em aquíferos marcianos subterrâneos. Os micróbios foram alimentados com gás hidrogénio e os líquidos foram cobertos com bocados de algodão, por sua vez cobertos com solo que simulava o que pode ser encontrado à superfície de Marte. Os interiores de cada tubo de ensaio foram então submetidos a baixas pressões.

O oxigénio mata estes metanógenos e a manutenção de um ambiente livre deste elemento químico e a baixa pressão "foi uma tarefa difícil," comenta Mickol. Além disso, a água evapora rapidamente a baixa pressão, o que pode limitar o tempo de duração das experiências e também obstruir o sistema de vácuo.

Apesar destes problemas, os investigadores descobriram que todos estes metanógenos sobreviveram a exposições que variaram entre os 3 e os 21 dias, e a pressões idênticas a seis milésimos da pressão à superfície da Terra. "Estas experiências mostram que, para algumas espécies, a baixa pressão pode não ter qualquer efeito sobre a sobrevivência do organismo," realça Mickol.

Os cientistas também estão a medir o metano para ver se os metanógenos crescem ativamente a baixa pressão e se produzem metano.

"O próximo passo é também incluir a temperatura," acrescenta Mickol. "Marte é muito, muito frio, regularmente descendo abaixo dos -100º C durante a noite e, por vezes, ao meio-dia do dia mais quente do ano, a temperatura pode subir acima da temperatura de congelamento. Nós realizámos as nossas experiências a uma temperatura logo acima da de congelamento, mas a fria temperatura limitaria a evaporação dos meios líquidos e criaria um ambiente mais semelhante a Marte."

Mickol enfatizou que estas experiências não provam que a vida existe noutros planetas. "Dito isto, com a abundância de vida na Terra, em todos os diferentes ambientes extremos aqui encontrados, é bem possível que exista vida - bactérias ou micro-organismos minúsculos - em algum outro lugar do Universo," comenta. "Estamos apenas a tentar explorar essa ideia."

DESCOBERTA UMA DAS MAIS BRILHANTES GALÁXIAS DISTANTES ATÉ AGORA CONHECIDAS

O sistema de lente gravitacional BG1429+1202. Esta imagem mostra quão forte é a lente gravitacional de uma galáxia massiva (cor vermelha) quando atua sobre a luz de uma galáxia muito distante (de tom azulado), produzindo, neste caso, quatro imagens separadas e aumentando o fluxo total. Sem este efeito, o estudo detalhado de galáxias distantes como BG1429+1202 necessitaria da próxima geração de telescópios extremamente grandes, como o TMT e o E-ELT.
Crédito: Gabriel Pérez (IAC), GTC, Isaac Newton Group e projeto DECaLS

Uma equipe internacional liderada por investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) e da Universidade de La Laguna (ULL) descobriu uma das galáxias "não-ativas" mais brilhantes no início do Universo. A descoberta de BG1429+1202 foi possível graças à "ajuda" de uma enorme galáxia elíptica ao longo da linha de visão do objeto, que agiu como uma espécie de lente, amplificando o brilho e distorcendo a imagem observada. Os resultados, publicados na revista científica The Astrophysical Journal Letters, fazem parte do projeto BELLS GALLERY, com base na análise de 1,5 milhões de espectros de galáxias do SDSS (Sloan Digital Sky Survey).

O fenómeno de lente gravitacional, previsto pela Teoria Geral da Relatividade de Einstein, é produzido quando a luz é desviada à medida que passa por um objeto muito massivo. Para um observador distante, a massa da galáxia elíptica atua sobre a luz como se fosse uma lente enorme, produzindo uma imagem mais brilhante da fonte, BG1429+1202, permitindo-nos ver detalhes que de outra forma seriam demasiado fracos de detetar.

"Este é um dos poucos casos conhecidos de galáxias," diz Rui Marques Chaves, doutorando do IAC-ULL e autor principal do artigo, "com um brilho aparente muito alto e também uma luminosidade intrinsecamente elevada. As observações permitiram-nos determinar as suas propriedades principais num espaço de tempo muito curto." Para estudar este sistema, foram usados dois telescópios no Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma): o GTC (Gran Telescopio CANARIAS) e o WHT (William Herschel Telescope), do ING (Isaac Newton Group of Telescopes). O sistema é formado por uma galáxia elíptica a uma distância de 5,4 mil milhões de anos e por trás encontra-se BG1429+1202, que emite radiação Lyman-alfa, a 11,4 mil milhões de anos-luz de nós (vemos esta galáxia como era cerca de 2,3 mil milhões de anos após o Big Bang). A galáxia que age como lente produz quatro imagens distintas da galáxia distante, com um fluxo que é nove vezes maior do que seria sem esta lente natural ao longo da nossa linha de visão.

Alta luminosidade ultravioleta

Uma característica excecional de BG1429+1202 é a sua muito alta luminosidade na linha de emissão Lyman-alfa, uma das mais brilhantes no espectro ultravioleta, porque outros casos semelhantes de galáxias ampliadas não mostram uma emissão tão forte nesta linha. Embora o efeito de lente gravitacional já tenha sido usado em muitos projetos de pesquisa, o método de selecionar galáxias que emitem radiação Lyman-alfa foi usado pela primeira vez no projeto BELLS GALLERY. "Nós analisámos cerca de milhão e meio de espectros de galáxias," acrescenta Yiping Shu, astrónomo do NAOC (National Astronomical Observatories) em Pequim (China) e o autor principal de publicações anteriores do mesmo projeto. "Foram obtidos com o Telescópio Sloan do Observatório Apache Point no Novo México (EUA), e detetámos emissão Lyman-alfa em galáxias muito mais distantes do que as suas lentes em 187 casos, 21 dos quais passámos a observar com o Telescópio Espacial Hubble. Essas observações confirmam que a maioria destes objetos são distorcidos por lentes gravitacionais."

O aumento do brilho aparente (o brilho observado da Terra) de galáxias distantes que é produzido por lentes gravitacionais permite-nos obter dados de qualidade melhorada. "Com telescópios como o GTC e o WHT", explica Ismael Pérez Fournon, investigador do IAC-ULL e coordenador deste artigo, "podemos realizar estudos que seriam impossíveis sem a presença das lentes. Na prática, é como estivéssemos a observar já com um dos telescópios gigantes do futuro, como o E-ELT (European Extremely Large Telescope) de 39 metros ou o TMT (Thirty Meter Telescope)." "BG1429+1202 é tão brilhante que até pode ser vista em imagens fotográficas do DSS (Digital Sky Survey)," acrescenta Paloma Matínez Navajas, investigadora do IAC e outra autora do estudo.

Apesar dos numerosos estudos anteriores de lentes gravitacionais baseados em imagens e espectros do SDSS, BG1429+1202 não tinha sido descoberta até este trabalho. "Descobertas como BG1429+1202 demonstram a maneira pela qual grandes conjuntos de dados astronómicos de grandes levantamentos podem ser extraídos para novas aplicações astrofísicas. No NOAO (National Optical Astronomy Observatory, em Tucson, no estado norte-americano do Arizona), estamos a implementar capacidades de acesso livre para suportar estes projetos de pesquisa de arquivo usando dados públicos de campo largo do DECam (Dark Energy Camera) e outros instrumentos, bem como dados futuros de projetos como o DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), conclui Adam Bolton, diretor associado do NOAO e também ele autor deste artigo.

NUSTAR DESCOBRE NOVAS PISTAS SOBRE "SUPERNOVA CAMALEÃO"

Esta imagem do Observatório de raios-X Chandra da NASA mostra a galáxia espiral NGC 7331, numa imagem de raios-X a três cores. Os tons vermelho, verde e azul são usados para raios-X de baixa, média e alta energia, respetivamente. Uma supernova invulgar chamada SN 2014C, foi avistada nesta galáxia, indicada pela caixa.
Crédito: NASA/CXC/CIERA/R. Margutti et al

"Somos feitos de material das estrelas", disse o famoso astrónomo Carl Sagan. As reações nucleares que ocorreram em estrelas antigas produziram grande parte do material que compõe os nossos corpos, o nosso planeta e o nosso Sistema Solar. Quando as estrelas explodem em mortes violentas chamadas supernovas, esses elementos recém-formados escapam e espalham-se pelo Universo.

Uma supernova, em particular, está a desafiar os modelos dos astrónomos de como as explosões estelares distribuem os seus elementos. A supernova SN 2014C mudou dramaticamente de aparência ao longo de um ano, aparentemente porque tinha expelido uma grande quantidade de material no final da sua vida. Isto não encaixa com qualquer categoria reconhecida de como uma explosão estelar deve acontecer. Para tentar explicar isto, os cientistas devem reconsiderar as ideias estabelecidas sobre como as estrelas massivas vivem as suas vidas antes de explodir.

"Esta 'supernova camaleão' pode representar um novo mecanismo de como as estrelas massivas fornecem elementos produzidos nos seus núcleos para o resto do Universo," afirma Raffaella Margutti, professora assistente de física e astronomia na Universidade Northwestern em Evanston, no estado norte-americano de Illinois. Margutti liderou um estudo sobre a
supernova SN 2014C, publicado esta semana na revista The Astrophysical Journal.

Uma supernova misteriosa

Os astrónomos classificam as explosões estelares com base na presença ou ausência de hidrogénio durante o evento. Embora as estrelas comecem as suas vidas fundindo hidrogénio em hélio, as grandes estrelas que se aproximam da fase de supernova esgotaram o hidrogénio como forma de combustível. As supernovas que têm muito pouco hidrogénio são chamadas "Tipo I". Aquelas que não têm uma abundância de hidrogénio, mais raras, são chamadas "Tipo II".

Mas SN 2014C, descoberta em 2014 numa galáxia espiral a aproximadamente 36-46 milhões de anos-luz de distância, é diferente. Ao observá-la em comprimentos de onda óticos com vários telescópios terrestres, os astrónomos concluíram que SN 2014C tinha-se transformado de uma supernova do Tipo I para uma supernova do Tipo II após o colapso do seu núcleo, conforme relatado num estudo de 2015 liderado por Dan Milisavljevic do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, Massachusetts, EUA. As observações iniciais não detetaram hidrogénio, mas, após mais ou menos um ano, ficou claro que as ondas de choque propagadas pela explosão estavam a atingir uma concha de material dominado por hidrogénio fora da estrela.

No novo estudo, o satélite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA, com a sua capacidade única para observar radiação na faixa mais energética dos raios-X, permitiu com que os cientistas observassem como a temperatura dos eletrões acelerados pelo choque da supernova mudou ao longo do tempo. Eles usaram esta medição para estimar a rapidez com que a supernova está a expandir-se e a quantidade de material na concha externa.

Para criar esta concha, SN 2014C fez algo verdadeiramente misterioso: expeliu uma grande quantidade de material - principalmente hidrogénio, mas também elementos mais pesados - décadas a séculos antes de explodir. De facto, a estrela libertou o equivalente à massa do Sol. Normalmente, as estrelas não expulsam material tão tarde na sua vida.

"A expulsão deste material, tão tarde na vida, é provavelmente uma maneira das estrelas partilharem elementos, que produzem durante as suas vidas, de volta para o seu ambiente," comenta Margutti, membro do Centro para Exploração Interdisciplinar e Investigação em Astrofísica da Universidade Northwestern.

Os observatórios Chandra e Swift da NASA também foram usados para obter uma imagem da evolução da supernova. A coleção de observações mostrou que, surpreendentemente, a supernova aumentou de brilho em raios-X após a explosão inicial, demonstrando que devia haver uma concha de material, anteriormente expelida pela estrela, que as ondas de choque atingiram.

Desafiando as teorias existentes

Porque é que uma estrela jogaria fora tanto hidrogénio antes de explodir? Uma teoria é que há algo que falta na nossa compreensão das reações nucleares que ocorrem nos núcleos de estrelas massivas propensas a explodirem como supernova. Outra possibilidade é que a estrela não morreu sozinha - uma estrela companheira num binário poderá ter influenciado a vida e morte invulgar da progenitora de SN 2014C. Esta segunda teoria encaixa na observação de que cerca de 7 em cada 10 estrelas gigantes têm companheiras.

O estudo sugere que os astrónomos devem prestar atenção às vidas das estrelas massivas nos séculos antes de explodirem. Os astrónomos vão continuar a monitorizar as consequências desta supernova desconcertante.

"A noção de que uma estrela pode expelir uma quantidade tão grande de matéria num curto espaço de tempo é completamente nova," comenta Fiona Harrison, investigadora principal do NuSTAR no Caltech, Pasadena, EUA. "Está a desafiar as nossas ideias fundamentais de como as estrelas evoluem e, eventualmente, explodem, distribuindo os elementos químicos necessários para a vida."

FUGAS RÁPIDAS DE GÁS DESCOBERTAS, PELA PRIMEIRA VEZ, EM ANÃ BRANCA

Em fevereiro de 2016, a erupção anómala da nova anã SS Cyg durou mais de 3 semanas. Este comportamento explosivo no rádio foi visto durante todo o evento, estando o momento mais intrigante situado no fim, onde uma única erupção, rápida, luminosa e gigante, atingiu um pico de ~20 mJy e durou 15 minutos. Esta é a primeira vez que tal erupção foi observada em SS Cyg. As erupções rápidas são definidas como variações intensas, súbitas e rápidas no brilho.
Crédito: Universidade de Oxford

As novas anãs (objetos parecidos com SS Cyg, que contêm uma estrela tipo-Sol em órbita de uma anã branca) são bem conhecidas pelo seu comportamento explosivo e repetido, mas de baixo nível, nunca tendo sido observadas com escalas rápidas de erupções.

Já se sabia da existência de erupções em anãs brancas, estrelas de neutrões e até mesmo em buracos negros enormes que residem noutras galáxias. Estas estrelas alimentam-se principalmente de gás oriundo das suas estrelas companheiras através de acreção (onde uma grande quantidade de gás é acumulada através da força gravitacional). Ocasionalmente, estas estrelas "vomitam" algum do gás sob a forma de jatos, poderosas emissões gasosas restritas a um único fluxo cónico e estreito.

As observações iniciais da atividade de SS Cyg, em fevereiro de 2016, foram consideradas atípicas, mas análises telescópicas posteriores desvendaram a intrigante revelação de erupções rápidas. O comportamento mais fascinante e inesperado foi avistado no rádio, mais para o final da explosão, quando se observou uma erupção "gigante". Com a duração de menos de 15 minutos, teve uma energia superior a um milhão de vezes as explosões solares mais fortes. O nível de dados, no rádio, registados durante a erupção não tem precedentes para sistemas de novas anãs e é consistente com o esperado para um jato.

O Dr. Kunal Mooley, investigador de astrofísica da Universidade de Oxford, que liderou a pesquisa, afirma: "Muitos dos estudos mais convincentes da astrofísica tiveram por base o estudo de SS Cyg. O mais recente, a deteção de uma erupção rápida no rádio - especialmente uma explosão brilhante e veloz no final do evento, é altamente invulgar e demonstra que poderá estar em jogo uma nova física. Esperávamos ver erupções de variação lenta, mas encontrámos picos de atividade, rápidos e em forma de cone, e observámos uma quantidade enorme de energia a ser libertada num intervalo de tempo tão curto quanto dez minutos. Nada como isto tinha sido visto antes num sistema de nova anã.

"Daqui para a frente, os teóricos devem trabalhar com os observadores a fim de encontrar a resposta para o porquê destas explosões rápidas ocorrerem em SS Cyg. Para entender realmente o processo de acreção de gás e expulsão de gás em sistemas com anãs brancas - especialmente em novas anãs, devemos realizar estudos similares noutros sistemas astrofísicos."

Descoberto pela primeira vez há mais de cem anos, o sistema SS Cyg tem sido estudado extensivamente pelos astrónomos. A estrela continua a fornecer novas informações sobre os processos físicos associados com sistemas binários de anãs brancas, como aqueles encontrados pela equipa do Dr. Mooley.

O Dr. Mooley e a sua equipa em Oxford estão agora a realizar mais análises, trabalhando para construir um corpo de eventos conclusivos sobre o comportamento de novas anãs e estabelecer se são, de facto, capazes de lançar jatos poderosos.

Lentes cósmicas suportam descoberta de expansão do Universo mais rápida do que o previsto

HE0435-1223, localizado no centro desta imagem de campo-largo, está entre os cinco melhores quasares ampliados por lentes descobertos até à data. A galáxia no plano da frente cria quatro imagens distribuídas quase uniformemente do quasar distante em seu redor.
Crédito: ESA/Hubble, NASA, Suyu et al.

Usando galáxias como lentes gravitacionais gigantes, um grupo internacional de astrónomos, com o auxílio do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, fez uma medição independente de quão rápido o Universo se está a expandir. A recém-medida velocidade de expansão, para o Universo local, é consistente com achados anteriores. Estes estão, no entanto, em discordância intrigante com medições do Universo primitivo. Isto sugere um problema fundamental no cerne da nossa compreensão do cosmos.

A constante de Hubble - a velocidade a que o Universo se está a expandir - é um dos parâmetros fundamentais que descrevem o nosso Universo. um grupo de astrónomos da colaboração H0LiCOW, liderado por Sherry Suyu (associada ao Instituto Max Planck de Astrofísica na Alemanha, ao ASIAA em Taiwan e à Universidade Técnica de Munique), usou o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e outros telescópios espaciais e terrestres para observar cinco galáxias a fim de chegar a uma medição independente da constante de Hubble.

A nova medição é completamente independente - mas está em excelente concordância - de outras medições da constante de Hubble no Universo local que usaram variáveis Cefeidas e supernovas como pontos de referência.

No entanto, o valor medido por Suyu e sua equipa, bem como aqueles medidos usando Cefeidas e supernovas, são diferentes da medição obtida pelo satélite Planck da ESA. Mas há uma distinção importante - o Planck mediu a constante de Hubble para o Universo jovem, observando o fundo de micro-ondas cósmico.

Embora esse valor para a constante de Hubble, determinado pelo Planck, encaixe com a nossa compreensão atual do cosmos, os valores obtidos pelos diferentes grupos de astrónomos para o Universo local estão em desacordo com o nosso modelo teórico aceite do Universo. "A velocidade de expansão do Universo começa agora a ser medida de maneiras diferentes e com tanta precisão que as discrepâncias reais podem apontar para uma nova física para lá do nosso conhecimento atual do Universo," elabora Suyu.

Os alvos do estudo foram galáxias massivas posicionadas entre a Terra e quasares muito distantes - núcleo de galáxias incrivelmente luminosas. A luz dos quasares mais distantes é dobrada pelas grandes massas das galáxias como resultado de lentes gravitacionais fortes. Isto cria várias imagens do quasar de fundo, algumas manchadas em arcos estendidos.

Dado que as galáxias não criam distorções perfeitamente esféricas no tecido do espaço e que as galáxias "lente" e os quasares não estão perfeitamente alinhados, a luz das diferentes imagens do quasar de fundo segue caminhos com comprimentos ligeiramente diferentes. Uma vez que o brilho dos quasares muda ao longo do tempo, os astrónomos podem ver as diferentes imagens cintilarem em momentos diferentes, os atrasos entre elas dependendo das distâncias que a luz tem que percorrer. Estes atrasos estão diretamente relacionados com o valor da constante de Hubble. "O nosso método é a maneira mais simples e direta de medir a constante de Hubble, pois só usa geometria e a Relatividade Geral, sem outras suposições," explica o vice-líder Frédéric Courbin da EFPL, Suíça.

Usando as medições precisas dos atrasos de tempo entre as várias imagens, bem como modelos de computador, a equipa conseguiu determinar a constante de Hubble com uma precisão incrivelmente alta: 3,8%. A equipa H0LiCOW determinou o valor, para a constante de Hubble, de 71,9±2.7 quilómetros por segundo por megaparsec. Em 2016, cientistas usaram o Hubble para determinar um valor de 73,24±1,74 km/s/Mpc. Em 2015, o satélite Planck da ESA mediu a constante com a mais alta precisão até agora e obteve um valor de 66,93±0,62 km/s/Mpc. "A medição precisa da constante de Hubble é um dos 'prémios' mais cobiçados da investigação astrofísica atual," destaca o membro da equipa Vivien Bonvin, da EPFL, Suíça. E Suyu acrescenta: "A constante de Hubble é crucial para a astronomia moderna, pois pode ajudar a confirmar ou a refutar se a nossa imagem do Universo - composta por energia escura, matéria escura e matéria normal - está realmente correta ou se nos falta algo fundamental."

Cientistas comprimem hidrogênio a ponto de virar metal e confirmam teoria de mais de 80 anos

Nova criação poderá ser usada como condutor de eletricidade com alta eficiência, diz estudo publicado pela 'Science'.

Sequência de imagens feita a partir de vídeo que mostra o hidrogênio em diferentes estágios de compressão (Foto: Isaa Sivera / Handout via REUTERS)

C ientistas dos Estados Unidos conseguiram comprimir hidrogênio a ponto de transformá-lo em metal, de acordo artigo da revista "Science" desta semana. Esse tipo de material é totalmente novo e poderia ser usado como um bom condutor de eletricidade, segundo os pesquisadores.

A descoberta é a primeira confirmação da teoria dos físicos Hillard Bell Huntington e Eugene Wigner, criada em 1935. Eles apresentaram a hipótese de que o hidrogênio, que fica naturalmente no estado gasoso, pode se transformar em metal após passar por extrema pressão.

Para conseguir o feito, os físicos da Universidade de Harvard Isaac Silvera e Ranga Dias comprimiram uma pequena amostra de hidrogênio com uma pressão de 32,5 milhões de quilos em 6,5 cm², maior que a encontrada no centro da Terra.

Várias equipes de pesquisa tentavam desenvolver o hidrogênio metálico. O novo material é altamente valorizado. Atualmente, os supercondutores, como aqueles usados em ressonâncias magnéticas, precisam ter suas máquinas resfriadas com hélio em estado líquido e em temperaturas muito baixas. Isso encarece o processo.

"Este é o Santo Graal da física de alta pressão", disse Silvera. "É a primeira amostra de hidrogênio metálico da Terra. Quando você está olhando pra ela, você está olhando para algo que nunca existiu antes", completou em comunicado.

O professor de física David Ceperley, da Universidade de Illinois, não participou do estudo, mas disse que a descoberta, se confirmada, encerra uma pesquisa que levou décadas para ver como o hidrogênio - o elemento mais comum no universo - pode se tornar um metal.

Afinal, por que Marte é vermelho?

Robô Curiosity, da NASA, pousou em Marte em 2012 e, desde então, tem feito diversas fotos do Planeta Vermelho. Mas você já parou para se perguntar por que ele tem essa cor?

A explicação mais simples para o acontecimento é que o regolito, material que compõe a maior parte da superfície de um planeta, é composto por grandes quantidades de óxido de ferro, o mesmo composto que dá a coloração avermelhada ao sangue e à ferrugem. Como todo esse ferro se concentrou lá, por que ele oxidou e por que ele é vermelho? Essas perguntas já são um pouco mais complexas.

O início de tudo foi há 4,5 bilhões de anos, quando o Sistema Solar foi formado. Muitos planetas contam com grandes quantidades de ferro em sua composição, já que o material foi originado no núcleo de estrelas já mortas. Ele foi carregado pelo espaço em uma gigantesca nuvem de gás e poeira que se "desconstruiu" para formar o Sol e os planetas do nosso Sistema.

Enquanto o ferro encontrado na Terra se concentrou em seu núcleo ainda nos primórdios, em Marte ele ficou espalhado pela superfície. A suspeita é que isso tenha acontecido em função do tamanho do planeta – e, consequentemente, sua gravidade mais "fraca".

O ferro puro tem uma cor escura e brilhante, mas, quando exposto a quantidades suficientes de oxigênio para formar o óxido de ferro (III), uma estrutura composta por dois átomos de ferro e três de oxigênio, adquire o tom avermelhado. Agora, como tudo isso aconteceu em Marte? Pois é, essa é a pergunta sem resposta – pelo menos por enquanto.

Três teorias, nenhuma resposta

É claro que alguma condição climática causou a oxidação do ferro na superfície do planeta e fez com que ele enferrujasse, sendo uma das explicações mais plausíveis a de que tempestades que atingiram Marte quando ele ainda era apenas um jovem planetinha vagando por aí.

O oxigênio da molécula de água se soltaria e se juntaria ao ferro e... Pode não ser nada disso. Existe outra hipótese de que o Sol, ao longo de bilhões de anos, quebrou moléculas de dióxido de carbono e outros componentes, produzindo substâncias oxidantes, como o peróxido de hidrogênio e o ozônio.

ode ser, ainda, como sugerido em 2009 por um grupo de pesquisadores dinamarqueses, o caso de tempestades de poeira, que varreram a superfície do planeta e expuseram as camadas ricas em oxigênio dos cristais de quartzo que também compõem o rigolito de Marte. São três teorias que ainda não geraram uma resposta definitiva.

A origem da oxidação é um mistério, mas, depois que o ferro está oxidado, o que acontece é que o óxido de ferro (III) absorve as frequências de cores azul e verde, refletindo apenas a vermelha. Por ter uma coloração parecida com a do sangue e podendo ser visto da Terra, o planeta foi batizado com o nome do deus romano da guerra: Marte.

Sonda da Nasa vai explorar objeto a 1,6 bilhão de km de Plutão

Sonda New Horizon registrou imagens de Plutão e sua lua Charon - Crédito da imagem: Nasa

A sonda New Horizons, após visitar Plutão, já tem um novo destino. A NASA escolheu um potencial objeto localizado no Cinturão de Kuiper (KBO); uma região repleta de corpos menores que se estende desde a órbita de Netuno (30 UA do Sol) até cerca de 50 UA do Sol (1 Unidade Astronômica é igual a distância média entre a Terra e o Sol). E o objeto escolhido para ser visitado pela sonda é conhecido como 2014 MU69,  que encontra-se a quase 1,6 bilhão de km além de Plutão. 

O Cinturão de Kuiper fica em uma região remota que rodeia o sistema solar e é preenchido com trilhões de rochas geladas que ainda têm de ser exploradas. A nova meta de pesquisa da Nasa foi descoberta pelo telescópio espacial Hubble em 2014.

"A passagem da New Horizons na órbita de Plutão foi completamente bem sucedida, e agora o avanço é rumo ao Cinturão de Kuiper. O 2014 MU69 é uma ótima escolha, porque é exatamente o tipo de objeto antigo do Cinturão de Kuiper que desejamos conhecer  ", afirmou Alan Stern , chefe de pesquisa do New Horizons at Southwest Research Institute. 

Impressão artística da sonda New Horizons encontrando-se com um planetóide do Cinturão de Kuiper. Créditos: NASA / JHUAPL / SwRI / Alex Parker

Tal corpo do Cinturão de Kuiper foi um dos dois potenciais destinos mais recomendados pela equipe da missão New Horizons. Embora a NASA já tenha selecionado o objeto 2014 MU69 (apelidado de PT1 ou Alvo Potencial 1), ainda haverá um processo natural de revisão para que esse próximo passo da missão se torne oficial. 

Astrônomos detalham que o MU69 é muito menor e mais representativo dos trilhões de outros KBOs. Plutão é comparável ao tamanho da América do Norte em 2.370 km de diâmetro, enquanto MU69 tem menos de 45 km de diâmetro.

"Esse objeto celeste tem um tipo especial de órbita que o torna primordial para análise, pois trata-se de material que sobrou da formação inicial do sistema solar", acrescenta Kelsi Singer, da equipe científica da missão New Horizons. A sonda foi originalmente projetada para ir além do sistema de Plutão. 

Hidrazina de combustível
A sonda espacial transporta combustível hidrazina extra para um sobrevoo como esse; seu sistema de comunicação é projetado para trabalhar muito além de Plutão; o sistema de energia é projetado para operar por mais anos; e os seus instrumentos científicos foram projetados para operar em níveis de luz muito inferior ao que ocorre normalmente.

Volta no tempo de 4,6 bilhões de anos 
Os cientistas estimam que o objeto 2014 MU69 tem aproximadamente 45 quilômetros, sendo 10 vezes maior e 1.000 vezes mais massivo do que os cometas típicos. Acredita-se que objetos como esse fazem parte dos blocos de construção de planetas e asteroides. Por conta de sua grande distância do Sol, conhecer esse corpo do Cinturão De Kuiper será como voltar no tempo, a cerca de 4,6 bilhões de anos atrás.

Japão aborta lançamento do menor foguete do mundo

            SS-520 é lançado antes de missão ser abortada

A Jaxa (Agência de exploração Aeroespacial do Japão) lançou neste domingo um novo minifoguete de baixo custo, considerado o menor do mundo capaz de um satélite pôr em órbita, mas teve que abortar a operação por motivos técnicos.

O lançamento do foguete de 52 centímetros de diâmetro e menos de 10 metros de altura aconteceu no Centro Espacial de Uchinoura, na cidade de Kagoshima, mas minutos depois se decidiu não ativar a segunda etapa do voo, por não se receber informações do foguete.

O foguete de três estágios, que levava um minissatélite de observação da superfície terrestre, é uma versão melhorada do modelo de dois estágios SS-520 da Jaxa, e seu lançamento custa a décima parte de um convencional.

A produção e custo de lançamento deste novo veículo, um projeto liderado pela Jaxa mas no qual empresas privadas como a Canon estiveram envolvidas, se estima em cerca de 500 milhões de ienes (US$ 4,3 milhões), segundo a agência "Kyodo".

Com um tamanho cinco vezes menor que um convencional, o foguete é projetado para pôr em órbita satélites de até 4 quilos a uma altitude de até 2.000 quilômetros.

A agência espacial japonesa tinha previsto realizar um primeiro lançamento na quarta-feira passada, mas então teve que ser adiado por questões climatológicas.

Uma colisão estelar poderá iluminar o céu em 2022

                                         (concepção artística de colisão de estrela binária)
Não é fácil prever eventos astronômicos em curto prazo de tempo. Mas uma equipe de cientistas dos EUA diz não ter dúvidas de que em cinco anos veremos uma colisão entre estrelas a olho nu, para alegria dos admiradores do céu noturno.

Assim, no ano de 2022 (alguns meses antes ou depois), um brilho intenso, maior que o de qualquer outra estrela, poderá ser observado. O clarão será fruto da colisão e fusão de uma estrela binária denominada KIC 9832227 --que está a 1.800 anos-luz da Terra. 

Esse sistema binário possui um brilho tênue que não conseguimos enxergar. Mas, no momento do choque, ele ficará 10 mil vezes mais intenso. Será uma nova estrela, visível temporariamente na constelação de Cisne.
                

O par que explodirá é estudado desde 2013 pelos cientistas. Ao longo desse período, a dança da morte entre as duas estrelas foi bastante documentada, permitindo grande certeza nas previsões.

Nas pesquisas, os cientistas descobriram que a velocidade de órbita do ponto estava ficando cada vez mais rápida, o que indicava a existência de duas estrelas se aproximando.

As estrelas estão tão próximas que já compartilham a mesma atmosfera (mais ou menos como na concepção artística acima). O comportamento da KIC 9832227 remete a outra estrela binária, a V1309 Scorpii, que também tinha uma atmosfera combinada, girava cada vez mais rápido e explodiu inesperadamente em 2008.

Ao explodir, o par formará uma "nova vermelha" --fenômeno caracterizado pela fusão de uma estrela binária. Os pesquisadores dizem que continuarão a monitorar a KIC 9832227 para ter certeza sobre o momento do choque, previsto para daqui cinco anos.

Até lá, astrônomos amadores também poderão estudar a colisão, medindo a flutuação do brilho da estrela binária, que ocorrerá em frequência cada vez maior. E no momento mais esperado, todos nós poderemos apreciar o show. 

Pela primeira vez, cientistas criam embriões humanos de duas semanas em laboratório

A pesquisa inédita pode revelar detalhes fundamentais sobre os primeiros estágios da vida humana e trazer avanços para tratamentos de fertilização e terapias regenerativas. Contudo, o estudo levanta uma importante questão ética: qual o limite para a criação de humanos em laboratório?

Marcadores moleculares revelam, com cores diferentes, os diferentes tipos de células de um embrião humano de 12 dias. (Universidade Rockfeller/Divulgação/VEJA)

Pela primeira vez na história, cientistas desenvolveram embriões humanos fora do corpo da mãe durante quase duas semanas. O estudo, feito por um time de cientistas da Universidade Rockfeller, nos Estados Unidos, e da Universidade Cambridge, na Inglaterra, oferece um vislumbre inédito sobre os primórdios da vida, um dos estágios humanos mais misteriosos para a ciência. Os resultados da pesquisa, publicados nesta quarta-feira em dois artigos nos prestigiados periódicos científicos Nature e Nature Cell Biology, podem trazer grandes avanços para tratamentos de fertilidade, terapias com células-tronco e medicina regenerativa, além de oferecer indícios preciosos para a compreensão da evolução humana.

Contudo, o trabalho traz também implicações éticas que vêm sendo discutidas com fervor nas instituições acadêmicas e científicas internacionais: no 14º dia, um depois do explorado pelos cientistas, o sistema neurológico do embrião começa a se desenvolver e é discutível se, a partir daí seria possível manter um embrião fora do útero materno. Afinal, qual o limite para a concepção e criação de um ser humano por vias artificiais?

“Este é um estudo pioneiro e pode ajudar na compreensão de como as primeiras células humanas se dividem e dão origem às trilhões de células que compõem cada um de nós. Ainda sabemos muito pouco sobre os primeiros estágios do desenvolvimento humano e esse conhecimento é fundamental para conseguirmos entender a nossa biologia”, explica a biomédica Lygia da Veiga, geneticista-chefe do Laboratório Nacional de Células-Tronco Embrionárias da Universidade de São Paulo (USP).

“Mas, como em qualquer estudo inédito, precisamos parar e nos perguntar se é aceitável fazer esses experimentos em troca do conhecimento. Qual o limite para a criação dos embriões em laboratório? Duas semanas ou mais? Quais as consequências disso para a ciência e para os seres humanos? Precisamos discutir até onde queremos ir nesse aprendizado, pois já temos a ciência necessária para ir mais longe.”

Duas semanas – Anteriormente os cientistas só haviam conseguido estudar embriões humanos em laboratório até, no máximo, o nono dia de desenvolvimento, quando é necessário o implante no útero da mãe para que sobrevivam e continuem a se desenvolver. O mais comum é que os embriões cresçam até o sexto ou sétimo dia fora do útero. No Brasil, os tratamentos de fertilização costumam utilizar embriões de até cinco dias – células mais desenvolvidas não fazem qualquer diferença para efeitos reprodutivos, e podem até ser prejudiciais ao futuro bebê.

Usando um método de cultura testado anteriormente para criar embriões de camundongos fora do organismo da mãe, os cientistas americanos e britânicos conseguiram realizar observações quase de hora em hora do desenvolvimento de embriões humanos para ver como eles se desenvolvem e se organizam até o 13º. dia – quase chegando a 14 dias, limite internacional considerado eticamente aceitável para as pesquisas de embriões desenvolvidos em laboratório. A partir do 14º. dia, com o desenvolvimento neurológico começa a se desenvolver algo que pode ser considerado um princípio de vida.

“Este é o estágio mais enigmático e misterioso do desenvolvimento humano”, disse Magdalena Zernicka-Goetz, professora da Universidade de Cambridge e co-autora do trabalho à Reuters. “É um momento no qual a forma básica do corpo é determinada.”

Os trabalhos descrevem a técnica usada para manter as células do embrião se multiplicando e a maneira como essas células que futuramente formarão o corpo humano se auto-organizam na estrutura básica de um embrião pós-implantação no útero.

“O desenvolvimento de embriões é um processo extremamente complexo, e embora nosso sistema possa não ser capaz de reproduzir plenamente cada aspecto deste processo, ele nos permitiu revelar uma capacidade de auto-organização notável que antes era desconhecida”, explicou Marta Shahbazi, pesquisadora da britânica Universidade de Cambridge que fez parte das equipes de pesquisa à Reuters.

Ética dos estudos – As pesquisas também chamam a atenção para o limite ético que impede o desenvolvimento de embriões humanos em laboratório por mais de duas semanas afirmando que, no ponto em que as pesquisas se encontram, ele precisa ser revisto.

O período é crucial para o embrião, pois é o ponto em que começa a se individualizar – até o surgimento do sistema neurológico, as células se dividem intensamente. Após o 14º. dia, as células já estariam próximas do que seria um ser único, com tecidos e características próprias.

“Não existe uma lei internacional que regula o limite para a criação de embriões em ambientes artificiais. Essa é uma questão ética e seguimos dispositivos dessa área, dos direitos humanos e cortes internacionais que estabelecem o surgimento do sistema neurológico como uma fronteira para os estudos”, explica médico Edson Borges Jr., diretor do Fertility Medical Group, em São Paulo. No Brasil, a resolução 2121 de 2015, do Conselho Federal de Medicina, estabelece que “o tempo máximo de desenvolvimento de embriões in vitro é 14 dias”. O limite é incluído nas resoluções desde 1992.

Até o momento, esse período jamais havia sido ameaçado, pois a ciência ainda não havia elaborado técnicas capazes de fazer as células embrionárias progredirem por tanto tempo fora do corpo da mãe. De acordo com os cientistas, alguns dias a mais, além dos quatorze, poderiam ajudar os cientistas a compreender como os embriões se dividem em diferentes tecidos e organismos, por exemplo.

“O tipo de discussão internacional que pedimos poderia facilitar dar bases a decisões locais para mudar a lei ou a política das pesquisas”, escrevem os autores no estudo da Nature.

De acordo com os especialistas, o debate sobre a pertinência desses estudos deve envolver cientistas, a comunidade acadêmica e também a população. Até o momento, as fases mais primitivas do desenvolvimento humano são conhecidas por meio da pesquisa de organismos mais simples, como vermes ou camundongos – as observações diretas sobre a divisão do embrião humano são ainda preliminares.

“Os critérios devem ser mais éticos que científicos”, explica Borges. “A discussão deve abordar aspectos bastante controversos, como qual o início da vida e o limite da interferência humana em seus princípios.”