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Disco fragmentado dá à luz sistema binário “estranho”

Impressão de artista do disco de poeira e gás em redor da protoestrela gigante MM 1a, e a sua companheira MM 1b se forma nas regiões mais exteriores.
Crédito: J. D. Ilee/Universidade de Leeds

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), astrónomos descobriram que duas jovens estrelas que se formam a partir do mesmo disco protoplanetário podem ser gémeas – no sentido de que vieram da mesma nuvem parental de material de formação estelar. No entanto, além disso, têm muito pouco em comum.

A principal estrela central deste sistema, localizada a aproximadamente 11.000 anos-luz da Terra, é verdadeiramente colossal – 40 vezes mais massiva que o Sol. A outra estrela, que o ALMA descobriu recentemente logo depois do disco da estrela central, é relativamente insignificante, com apenas 1/80 dessa massa.

A sua diferença marcante no que respeita ao tamanho sugere que se formaram por dois caminhos muito diferentes. A estrela mais massiva tomou um percurso mais tradicional, colapsando sob a gravidade de um “núcleo” denso de gás. A mais pequena provavelmente seguiu a estrada menos percorrida – pelo menos, no que toca às estrelas – acumulando massa de uma parte do disco que se “fragmentou” enquanto amadurecia, um processo que pode ter mais em comum com o nascimento de planetas gigantes gasosos.

“Os astrónomos sabem há muito tempo que a maioria das estrelas massivas orbitam uma ou mais estrelas como parceiras num sistema compacto, mas o modo como aí chegaram tem sido um tópico de conjectura,” afirma Crystal Brogan, astrónoma do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Charlottesville, no estado norte-americano de Virgínia, co-autora do estudo. “Com o ALMA, temos agora evidências de que o disco de gás e poeira que engloba e alimenta uma estrela massiva em crescimento também produz fragmentos em estágios iniciais que podem formar uma estrela secundária.”

O objecto principal, conhecido como MM 1a, é uma estrela massiva jovem previamente identificada, rodeada por um disco giratório de gás e poeira. A sua ténue companheira interestelar, MM 1b, foi detectada recentemente pelo ALMA logo após o disco protoplanetário de MM 1a. A equipa pensa que este é um dos primeiros exemplos de um disco fragmentado a ser detectado em torno de uma estrela jovem e grande.

“Esta observação do ALMA abre novas questões, como ‘Será que a estrela secundária também tem um disco?’ e ‘Com que velocidade a estrela secundária pode crescer?’ Um aspecto surpreendente sobre o ALMA é que ainda não usámos todas as suas capacidades nesta área, o que um dia nos permitirá responder a estas novas perguntas,” comenta o co-autor Todd Hunter, que também pertence ao NRAO em Charlottesville.

As estrelas formam-se no interior de grandes nuvens de gás e poeira no espaço interestelar. Quando estas nuvens colapsam sob a gravidade, começam a girar mais depressa, formando um disco em seu redor.

“Em estrelas de baixa massa como o nosso Sol, é nestes discos que os planetas se podem formar,” comenta John Ilee, astrónomo da Universidade de Leeds, Inglaterra, autor principal do estudo. “Neste caso, a estrela e o disco que observámos são tão massivos que, em vez de testemunharmos um planeta em formação, estamos vendo o nascimento de outra estrela.”

Ao observar a luz em comprimentos de onda milimétricos, naturalmente emitida pela poeira, e as mudanças subtis na frequência de luz emitida pelo gás, os investigadores foram capazes de calcular a massa de MM 1a e MM 1b.

O artigo científico foi publicado a semana passada na revista científica The Astrophysical Journal Letters.

“Muitas estrelas massivas mais antigas são descobertas com companheiras próximas,” acrescentou Ilee. “Mas as estrelas binárias têm frequentemente massas idênticas, de modo que se formam provavelmente como irmãs. Encontrar um sistema binário jovem com um rácio de massa de 80 para 1 é muito invulgar e sugere um processo de formação totalmente diferente para ambos os objectos.”

O processo de formação favorecido para MM 1b ocorre nas regiões externas de discos frios e massivos. Estes discos “gravitacionalmente instáveis” são incapazes de fazer face à força da sua própria gravidade, colapsando num – ou mais – fragmentos.

Os cientistas realçam que a recém-descoberta estrela MM 1b também pode estar cercada pelo seu próprio disco circunstelar, que pode ter o potencial de formar os seus próprios planetas – mas terá que o fazer depressa. “As estrelas massivas como MM 1a só vivem cerca de um milhão de anos antes de explodirem como poderosas super-novas, de modo que enquanto MM 1b tem o potencial de formar, no futuro, o seu próprio sistema planetário, não sobreviverá por muito tempo.” conclui Ilee.

Astronomia On-line
18 de Dezembro de 2018

 

Descoberto túmulo intacto de sacerdote real no Egipto

CIÊNCIA

Mohamed Hossam / EPA

Os arqueólogos encontraram um túmulo perfeitamente conservado, com mais de 4 mil anos , na região da necrópole de Saqqara perto do Cairo.

Segundo o ministro das Antiguidades do Egito, Khaled El-Anany, durante a apresentação da descoberta arqueológica, o túmulo pertence a um sacerdote real chamado Wahtye, que viveu nos tempos da quinta dinastia do Antigo Egipto, cerca de 2504-2347 anos a.C.

Anany explicou que o túmulo descoberto está excepcionalmente bem preservado e pintado, com paredes decoradas com cenas coloridas, que mostram o sacerdote real “Wahtye” com a sua mãe, esposa e família, bem como vários santuários com grandes estátuas coloridas do sacerdote e dos seus familiares.

“É uma das mais belas e significativas descobertas feitas em 2018 graças à sua pintura colorida, esculturas e ao facto de ter sido encontrada intacta“, anunciou o ministro.

O secretário-geral do Conselho Supremo de Antiguidades e chefe da missão de escavação, Mostafa Waziri, disse que a missão descobriu a fachada do túmulo durante a sua segunda temporada de escavações em Novembro, mas não conseguiu entrar naquele local porque as portas estavam fechadas.

Waziri acrescentou que as paredes do túmulo abrigam uma série de pinturas coloridas, que mostram o nome da mulher do sacerdote real chamada “Weret Ptah”, e muitas cenas que apresentam “Wahtye” com a sua mãe chamada Merit Meen e a sua família, além de cenas retratando a fabricação de cerâmica e vinho, ofertas religiosas, apresentações musicais, barcos à vela, fabricação de móveis funerários e caça.

Dentro do túmulo, há 18 nichos que exibem 24 grandes estátuas coloridas escavadas na rocha, que representam o proprietário e membros da família. A parte inferior do túmulo contém 26 nichos com 31 estátuas de uma pessoa que ainda não foi identificada. Waziri assumiu que essa pessoa poderia ser o padre ou um membro da sua família.

O director-geral do sítio arqueológico de Saqqara, Sabry Farag, disse que o túmulo descoberto abriga uma sala rectangular de aproximadamente 10 metros de comprimento, 3 metros de largura e cerca de 3 metros de altura, com um porão no final do túmulo. Há ainda cinco fossas funerárias, bem como duas portas falsas, uma pertencente a Wahtye e a outra à sua mãe.

No conjunto arqueológico de Saqqara, nos arredores da capital egípcia, há uma necrópole antiga, cujos primeiros enterramentos remontam à primeira dinastia dos faraós (séculos XXXI — XXIX a.C.). Um dos mais famosos monumentos de Saqqara é a Pirâmide de Djoser ou pirâmide dos degraus.

ZAP // Sputnik

Por ZAP
19 Dezembro, 2018

 

Os Anéis de Saturno estão a “chover” no planeta e vão desaparecer

Uma equipa de cientistas da NASA confirmou que os icónicos anéis de Saturno são não apenas mais recentes do que se pensava, mas também que estão a perder-se, atraídos para o planeta pela sua gravidade – como uma “chuva” de partículas geladas.

No início deste ano, o grupo analisou uma molécula encontrada na atmosfera do planeta usando o telescópio Keck II, localizado no Hawai, e descobriu uma estrutura formada por três átomos de hidrogénio. O problema é que cerca de 1,9 mil litros de água têm vindo a cair no planeta a cada segundo. Esta grande quantidade de chuva pode fazer com que Saturno perca totalmente os seus anéis mais rápido do que se esperava.

“Estimamos que esta chuva de anéis drene uma quantidade de água capaz de encher uma piscina olímpica de anéis de Saturno em meia hora”, disse James O’Donoghue, do Goddard Space Flight Center da NASA, em Maryland, EUA.

“Só com isto, todo o sistema de anéis desapareceria em 300 milhões de anos, mas junte-se a queda de materiais dos anéis no equador de Saturno, medida pela sonda Cassini, e os anéis têm menos de 100 milhões de anos de vida“, acrescenta, citado pelo The New York Times.

Há muito que os cientistas tentam perceber se o planeta tem os anéis desde a sua formação ou se os adquiriu posteriormente. O estudo de O’Donoghue, publicado no início de Novembro na revista Icarus, aponta mais para a segunda hipótese, ao calcular que, provavelmente, têm menos de 100 milhões de anos de idade. A confirmar-se, os anéis estarão a meio da sua vida.

As primeiras pistas a apontar para a “chuva de anéis” foram captadas pela missão Voyager, há décadas, quando detectou variações peculiares na atmosfera superior de Saturno, variações na densidade dos anéis e um trio de bandas escuras e estreitas em torno de algumas latitudes mais a norte.

Estas faixas foram mais tarde associadas à forma do enorme campo magnético de Saturno, com Jack Connerney, da NASA, a propor a teoria de que partículas de gelo com carga eléctrica dos anéis estariam a “chover” na atmosfera superior do planeta.

Os anéis de Saturno são constituídos essencialmente por uma mistura de gelo, poeira e material rochoso. Jeff Cuzzi, da NASA, afirma que o desaparecimento da estrutura que se localiza em torno de Saturno pode realmente ocorrer, uma vez que a dissipação dos anéis não depende apenas de quanto material ainda está neles, mas de outras forças físicas, das mudança no planeta e de como este material é reabastecido.

Agora, a equipa quer ver como é que a chuva de anéis muda com as estações do ano em Saturno. À medida que o planeta avança na sua órbita de 29,4 anos, os anéis são expostos ao Sol em graus variados. Como a luz ultravioleta do Sol carrega os grãos de gelo e faz com que reajam ao campo magnético de Saturno, a variação da exposição à luz do sol pode alterar a quantidade de chuva dos anéis.

MC, ZAP //

Por MC
19 Dezembro, 2018

 

É possível viajar no tempo (mas só com uma condição)

kellepics / pixabay

A possibilidade de viajar no tempo sempre captou a atenção dos físicos. Mas é possível viajar no tempo? O físico Gaurav Khanna pensa que sim – mas só com uma condição.

De acordo com o cientista, se pudéssemos viajar à velocidade da luz, ou na proximidade de um buraco negro, o tempo diminuiria, permitindo-nos viajar arbitrariamente para o futuro. A questão realmente interessante é se podemos viajar de volta ao passado.

Num estudo publicado em 2017, e revisto em Julho de 2018, na revista Classical and Quantum Gravity, Khanna descreveu como elaborar uma máquina do tempo através de uma construção muito simples.

A teoria geral da relatividade de Einstein permite a possibilidade de distorcer o tempo de tal modo que se dobra sobre si mesmo, resultando num loop temporal. Se viajarmos neste ciclo, isto significa que, em algum momento, acabaríamos num momento no passado e começaríamos a experimentar os mesmos momentos desde então, tudo de novo – um pouco como o deja vu.

Estes conceitos são frequentemente referidos como “curvas fechadas do tipo tempo” ou CTCs na literatura, e popularmente referidas como “máquinas do tempo”. As máquinas do tempo são um subproduto de esquemas de viagem eficazes e mais rápidas do que a luz e entendê-las pode melhorar a nossa compreensão sobre como o universo funciona.

Nas últimas décadas, físicos bem conhecidos como Kip Thorne e Stephen Hawking produziram trabalhos sobre modelos relacionados a máquinas do tempo. A conclusão geral que emergiu dos estudos anteriores é que a natureza proíbe os ciclos de tempo. De acordo com Hawking, a natureza não permite mudanças na história passada, poupando-nos assim dos paradoxos que podem surgir se a viagem no tempo fosse possível.

Talvez o mais conhecido entre esses paradoxos que emergem devido à viagem no tempo para o passado é o chamado “paradoxo do avô”, em que um viajante volta ao passado e mata o seu próprio avô. Isto altera o curso da história de uma maneira que surge uma contradição: o viajante nunca nasceu e, portanto, não pode existir.

Dependendo dos detalhes, diferentes fenómenos físicos podem intervir para impedir que curvas fechadas de tempo se desenvolvam em sistemas físicos. O mais comum é o requisito para um determinado tipo de matéria “exótica” que deve estar presente para que um ciclo de tempo exista. A matéria exótica é matéria que tem massa negativa. O problema é que não se sabe se a massa negativa existe na natureza.

Caroline Mallary, estudante na Universidade de Massachusetts Dartmouth, publicou um novo modelo para uma máquina do tempo. Este modelo não requer nenhum material exótico de massa negativa e oferece um design muito simples.

O modelo de Mallary consiste em dois carros super longos – construídos de material com massa positiva – estacionados em paralelo. Um carro avança rapidamente, deixando o outro estacionado. Mallary foi capaz de mostrar que, em tal configuração, um loop temporal pode ser encontrado no espaço entre os carros.

Porém, o modelo de Mallary exige que o centro de cada carro tenha densidade infinita. Isso significa que contêm objectos – chamados de singularidades – com densidade, temperatura e pressão infinitas.

Além disso, ao contrário das singularidades que estão presentes no interior dos buracos negros, o que as torna totalmente inacessíveis do exterior, as singularidades no modelo de Mallary são nuas e observáveis e, portanto, têm verdadeiros efeitos físicos.

Os físicos não esperam que tais objectos peculiares existam na natureza. Por isso, uma máquina do tempo provavelmente não estará disponível tão cedo. Por outro lado, este trabalho mostra que os físicos podem ter que refinar as suas ideias sobre o porquê de curvas fechadas do tipo tempo serem proibidas.

ZAP // Live Science

Por ZAP
19 Dezembro, 2018

 

Não um, não dois, não três, mas quatro foguetões podem ir hoje para o espaço

Space X, Blue Origin, Arianespace e United Launch Alliance têm previsto lançar foguetões para o espaço esta terça-feira

Imagem do foguetão Falcon 9 da Space X
© D.R.

Se não houver nenhum imprevisto de última hora, como refere a notícia da Bloomberg, quatro empresas privadas planeiam lançar foguetões para o espaço esta terça-feira. Evento inédito. Que pode revolucionar a exploração espacial a nível comercial.

As empresas são as norte-americanas SpaceX, Blue Origin, United Launch Alliance e a francesa Arianespace. A primeira foi fundada por Elon Musk, que foi também o fundador da Tesla Motors, tendo sido a primeira empresa a vender um voo comercial à Lua. A segunda foi fundada por Jeff Bezos, também fundador da Amazon, conhecida empresa transnacional de comércio eletrónico. A terceira empresa resulta de uma joint venture entre a Boeing e a Lockheed Martin Corp e a quarta é uma empresa francesa lançada em 1980.

O primeiro foguetão a ser lançado será o Falcon 9 da Space X, em Cabo Canaveral, na Florida, EUA. O lançamento será acompanhado pelo vice-presidente norte-americano Mike Pense e está marcado para as 09.11 locais, ou seja, 14.11 em Lisboa.

19 minutos depois será lançado o New Shepard da Blue Origin e, em terceiro lugar, ocorrerá o lançamento do rocket russo Soyuz pela francesa Arianespace a partir da Guiana Francesa. Em último, será lançado o foguetão Delta da United Launch Alliance, a partir da base aérea de Vandenberg, na Califórnia, nos Estados Unidos.

Diário de Notícias
18 Dezembro 2018 — 11:25

 

Afinal, os tornados não se formam como os meteorologistas pensavam

CIÊNCIA

(CC0/PD) skeeze / Pixabay

Se imaginarmos um tornado a formar-se, pensamos numa nuvem em forma de funil a descer dos céus como se fosse um dedo malicioso a tocar na Terra. No entanto, este modelo “de cima para baixo” da génese dos tornados pode, afinal, estar errado.

Esqueça os tornados que, na sua cabeça, se formam nas nuvens e descem até à Terra. Segundo uma pesquisa recente, os tornados formam-se a partir do zero.

Segundo os cientistas, este fenómeno pode formar-se muito rapidamente, em alguns minutos. É por este motivo que capturar o nascimento de um tornado não é tarefa fácil, especialmente perto do solo, onde as árvores e as casas podem atrapalhar. Ainda assim, a meteorologista Jana Houser, da Universidade de Ohio, vem perseguindo-os há anos.

Através de um radar Doppler móvel, a especialista conseguiu obter dados abrangentes sobre quatro tornados nascidos de tempestades de super-células raras, surpreendentes e também perigosas.

Na sua investigação, a meteorologista chegou à conclusão que nenhum dos tornados começou no céu. No caso do tornado El reno, de 2013, a equipa de Houser obteve um “conjunto de dados sem precedentes” durante a génese do tornado, que permitiu à equipa concluir que o fenómeno começou a 10 metros acima do solo – e muito longe do céu.

Para ajudar na investigação, a equipa teve acesso a centenas de fotografias do fenómeno meteorológico, captadas por “caçadores de tempestades” que estavam presentes em massa. Durante a análise, a equipa comparou as fotografias com os dados das medições de radar da velocidade do vento.

E foi aí que surgiu a maior surpresa: as fotografias mostravam um claro tornado no chão antes de os dados mostrarem qualquer rotação em altitudes mais altas. Assim, a equipa voltou a analisar os dados do radar e encontrou a rotação no solo antes de, efectivamente, se materializar nas nuvens.

O conjunto de dados referentes a outros três tornados analisados mostraram padrões semelhantes, apesar de o tornado El Reno de 2011 ter mostrado rotações em múltiplas elevações diferentes em simultâneo. Isto significa que pode haver diferentes modos de tornadogénese, mas, ainda assim, os cientistas concluíram que os tornados não começaram no céu.

A equipa realça que quatro tornados é um tamanho de amostra muito pequeno, tendo em conta a média de mais de mil tornados registada nos Estados Unidos todos os anos.

Ainda assim, entender como se formam os tornados pode ajudar a proteger as pessoas que são, todos os anos, feridas e mortas por essas tempestades, adianta o Science Alert.

Actualmente, a detecção dos tornados é baseada na velocidade do vento nas nuvens. Se a formação começar perto do solo – e se puder ser detectada – isso pode adicionar preciosos segundos aos primeiros avisos de tornados.

A equipa apresentou a sua investigação no dia 14 de Dezembro na reunião anual da American Geophysical Union. Admitem a necessidade de mais análises, mas mantêm este avanço debaixo de olho. “Com base neste modelo, podemos estar mais confiantes na hora de emitir um aviso de um tornado”, concluiu Houser.

LM, ZAP //

Por LM
18 Dezembro, 2018

 

O interior dos buracos negros cresce (quase) para sempre

Josh Valenzuela / Universidade do Novo México

Os buracos negros são sugadores exímios, e nem a luz consegue escapar. Mas por que razão continuam a expandir-se? Agora, um dos maiores físicos do mundo apresentou uma nova explicação.

Leonard Susskind propôs uma solução para um importante enigma sobre os buracos negros. Apesar de estas esferas misteriosas parecerem ter um tamanho constante quando vistas de fora, os seus interiores continuam a crescer em volume.

Numa série de artigos (que podem ser consultados no arXiv.org) e palestras recentes, o professor da Universidade de Stanford propôs que os buracos negros crescem em volume porque aumentam em complexidade – uma ideia que, apesar de não comprovada, está a alimentar um novo pensamento sobre a natureza da gravidade dentro dos buracos negros.

Os buracos negros são regiões esféricas de extrema gravidade que engolem tudo. Foram descobertos pela primeira vez há um século como soluções para as equações da teoria geral da relatividade de Albert Einstein.

A teoria de Einstein iguala a força da gravidade com curvas no espaço-tempo, o tecido quadrimensional do universo, mas a gravidade é tão forte nos buracos negros que o tecido espaço-tempo curva-se e direcção ao seu ponto de ruptura – a “singularidade” no centro do buraco negro.

Assim, segundo a teoria, o colapso gravitacional interno nunca tem fim. Mesmo que, de fora, o buraco negro pareça ter um tamanho constante, o volume interior fica maior conforme o espaço se estende em direcção ao ponto central. Na prática, o buraco negro é uma espécie de funil que se estende para dentro de todas as três direcções espaciais, explica a Quanta Magazine.

Mas, em termos quânticos, a que corresponde o volume crescente do interior de um buraco negro? “O que está, afinal, a crescer? Este deveria ter sido um dos principais enigmas da física dos buracos negros”, disse Susskind.

Para o físico, o que está a mudar é a “complexidade” do buraco negro, ou seja, uma espécie de medida do número de cálculos que seriam necessários para recuperar o estado quântico inicial do buraco negro, no momento em que ele se formou.

Após a sua formação, como as partículas dentro do buraco interagem umas com as outras, as informações sobre o seu estado inicial ficam cada vez mais baralhadas e, consequentemente, a sua complexidade cresce continuamente.

Usando modelos que representam buracos negros através de hologramas, Susskind e a sua equipa mostraram que a complexidade e o volume dos buracos negros crescem na mesma proporção, sustentando a ideia de que um deles pode estar por trás do outro.

O físico israelita Jacob Bekenstein calculou que os buracos negros armazenam a quantidade máxima possível de informação dada a sua área de superfície. Por contraposição, Susskind sugere que a informação e a área de superfície também crescem em complexidade ao ritmo mais rápido possível permitido pelas leis da Física.

Aron Wall, um teórico em Stanford, considera esta proposta, “apesar de emocionante, muito especulativa”. “Pode não estar correta“, afirma, adiantando que o próximo desafio passa por esclarecer de que forma a complexidade das interacções quânticas pode dar origem ao volume espacial.

LM, ZAP //

Por LM
18 Dezembro, 2018