A NEBULOSA DE ORION EM HD

Já não é a primeira vez que aqui falo da Nebulosa de Orion, e com certeza não será a última.

Acho-a bela. Demasiado bela.

Decididamente, a imagem do objeto 42 do Catálogo de Messier (M42) é poesia pura. Ainda mais, se pensarmos que é um berçário estelar, ou seja, um local onde há Estrelas em formação.

"A FÓRMULA DE DEUS"

Eis uma leitura que me fascinou da primeira à última página.

Quem pegar neste livro, tem de estar preparado para uma boa dose de especulação, mas uma especulação lógica e sustentada, com muitos factos físicos comprovados pelo meio.

É um romance inundado de Astronomia, Física, Química e Matemática, com imensos factos históricos e curiosidades ao longo de toda a história, a juntar às fantásticas descrições dos locais visitados.

Razão tinha a minha namorada ao dizer que eu o ia adorar quando mo deu... só não sabia ela que eu ia gostar tanto!

Acho que ela não se importa que eu revele aqui algo que lhe disse ontem. Eu disse-lhe que ao ler um romance de Isabel Allende ou Paulo Coelho, sinto-me junto ao mar a ver passar um barco à vela com uma bela história. Ao ler os poemas em prosa caraterísticos de Carl Sagan (de longe o meu escritor de eleição), sinto-me dentro do barco a ser conduzido pelo vento. Ao ler este livro de José Rodrigues dos Santos, senti-me muitas vezes o próprio barco...

Recomendo todas as 571 páginas do livro.

OUTRA NOÇÃO DE GRANDEZAS

Há 4 anos publiquei um vídeo que nos dava uma imagem de como somos pequenos (ver Uma Noção de Grandezas).

Hoje publico outro, com o mesmo teor.

Somos mesmo um pequeno grão de poeira estelar, mas ainda achamos que o Universo é só nosso...

NASCER DO SOL A 400 km DE ALTITUDE

Chris Hadfield é um astronauta canadiano que esteve a bordo da ISS (Estação Espacial Internacional) durante algum tempo, e que está agora de volta à Terra.

A sua presença no Espaço foi marcada pela divulgação da Ciência no seu melhor, através de vídeos com simples experiências científicas ou através da publicação de várias fotos da Terra vista do Espaço.

Esta foto foi uma das últimas a ser publicada.

Mostra o nascer do Sol e a finíssima camada de atmosfera que envolve a Terra. Vista daqui tem-se mesmo a perceção da sua fragilidade...

Devemos muito a Chris Hadfield. Esta foto é mais do que Ciência. É pura poesia...

O SOM DE UM BURACO NEGRO

As imagens são, obviamente, uma animação.

O som corresponde a emissões do raio-X do GRS1915+105, que é um sistema binário entre uma estrela e um buraco negro, o mais denso dos que são conhecidos. Esses raios-X são convertidos em frequências audíveis.

Grosso modo, é a mesma conversão de frequência que fazemos com as ondas de rádio.

BURACO NEGRO - O que é?

É difícil explicar o que É um buraco negro. Quanto mais não seja, porque é difícil PERCEBER o que é um buraco negro!

Não vou aqui dissertar exaustivamente sobre a definição de buraco negro, até porque não tenho conhecimentos para isso, mas é possível que este meu post contenha, ainda assim, lapsos e imprecisões. Mas também é possível que, ao ler isto, alguém com melhor formação em Astronomia me possa corrigir eventuais falhas. Este é um tema "menos fácil", e tento aproveitar a visibilidade de um blogue que, modéstia à parte, é lido um pouco por todo o lado, para solicitar a ajuda de quem sabe mais do que eu.
Sr. Astrónomo que está desse lado a ler as minhas palavras, realce os pontos em que estou certo, e ajude-me a corrigir aquilo em que não estou, ok? Agradeço desde já... :)

A "definição" atual de buraco negro é baseada na Teoria Geral da Relatividade (1915) de Einstein.
Resumidamente, um buraco negro é uma região do Espaço de onde nada sai. Nem objetos que se movam à velocidade da luz (a maior velocidade conhecida), nem a própria luz. Daí advém o nome "buraco negro", porque ele não reflete qualquer luz que atinja uma superfície chamada "horizonte de eventos". 

O que é o "horizonte de eventos"? Basicamente, é um "no turning point". Algo que atinja esta superfície, "cai" no buraco negro e não mais volta a sair.

Os buracos negros têm propriedades esquisitas. Muito esquisitas. De tal forma esquisitas, que muitos cientistas são céticos quanto à própria existência de tais corpos. Gradualmente, o estudo dessas propriedades vai-se tornando uma área de grande interesse.

Mas para se compreender o que é um buraco negro, é preciso saber como se forma.
Pensemos, primeiro, nas estrelas como colossais reatores de fusão. As reações químicas que ocorrem numa estrela provocam a sua expansão, mas o intenso campo gravitacional provocado por um corpo de dimensões tão grandes vai mantendo o equilíbrio. É como se houvesse um equilíbrio de forças, uma "a puxar para dentro" e outra "a puxar para fora", uma força centrífuga e outra centrípeta, um violento braço de ferro entre dois homens de força semelhante. Contudo, quando o gás que serve de combustível às reações químicas acaba, o equilíbrio desaparece. A gravidade vence e a contração da estrela é tão rápida, que começa a sugar toda a matéria em seu redor, até se dar uma explosão titânica, que lança matéria e radiação para o Espaço. Isto é uma supernova.

O que fica dessa supernova é o núcleo extremamente maciço e comprimido da estrela que morreu. A gravidade é tão forte, que esse "resto", esse "objeto", simplesmente desaparece. Não o vemos. Para se ter uma ideia (se é que é possível, falando de grandezas literalmente astronómicas) da violência de uma supernova, ela produz, num único segundo, cerca de 100 vezes a energia que o nosso Sol produz em toda a sua vida (aproximadamente 10 mil milhões de anos).

A gravidade do núcleo da estrela morta continua a ser de tal forma enorme, que esse corpo se "afunda" na estrutura do espaço-tempo (tema para um post lá mais para a frente, talvez). Cria-se, aqui, um buraco nessa estrutura. É um buraco negro.
O núcleo transforma-se na parte central do buraco negro, denominada de "singularidade gravitacional".
A abertura do buraco representa o tal "horizonte de eventos" que eu referi mais acima.
A imagem ao lado tem uma espécie de grelha, em linhas claras, que representam a malha espaço-tempo. As setas azuis representam o sentido do movimento de objetos que estejam nas proximidades do horizonte de eventos. Ou veem o seu trajeto alterado ou, estando muito próximos, "caem" para o buraco negro.

É curioso pensar na relação que existe entre algo tão "escuro", de onde nem a luz escapa, com as Estrelas, as mais belas e intensas fontes de luz.

PARABÉNS, CARL GAUSS

Estou a ler o livro "O Último Teorema de Fermat".

Ontem, já passava da meia noite, li uma passagem que referia que Carl Gauss nasceu a 30 de abril de 1777, e eu pensei "Eh, pá! É hoje! Tenho de fazer um post amanhã sobre ele.".

Gauss era neto de um camponês muito pobre e filho de um operário, que era muito severo com ele. Teve o apoio da mãe e de um tio, de forma a prosseguir a sua educação. Não foi só um génio matemático. Era também brilhante em Línguas e Astronomia, por exemplo. Se fosse vivo, faria hoje 236 anos.

Uma prova da precocidade da sua genialidade foi algo que aconteceu ainda ele andava na escola, no auge dos seus 10 anos de idade, onde Gauss, apesar de ser extremamente inteligente, não primava pelo bom comportamento.

A professora deu-lhe um castigo, que consistia em manter Carl Gauss na sala a calcular a soma de todos os números de 1 a 100, e só depois poder juntar-se aos colegas no recreio. Dois minutos depois já ele estava fora da sala. A professora ameaçou-o com um castigo pior, mas ele insistiu que tinha já feito o que lhe tinha sido ordenado. Entregou, então,  à professora um pedaço de papel que tinha o número 5050.
Qual foi o método usado pelo jovem Carl?

Escreveu 2 linhas de 101 números:
   0    1    2    3  ...   97    98    99    100
100  99  98  97  ...    3      2      1     0

Posto isto, percebeu que todas as 101 colunas tinham como soma o valor 100.
Logo, a soma de todas as colunas seria 101 x 100 = 10100.
Depois, concluiu que qualquer das linhas tinha a soma que ele pretendia, ou seja, a soma dos números de 1 a 100. Como só queria saber a soma de uma linha, o resultado seria a metade de 10100, ou seja, 5050.
Conclusão: a professora deixou de o castigar com problemas matemáticos...

Coloquei este exemplo só para provar que as mentes brilhantes não têm idade.

Parabéns, Carl Friedrich Gauss. E obrigado por tudo.

PERSEIDAS - Vídeo

Fantástica, a visão que uma câmara nos pode oferecer quando apontada para o Céu noturno, especialmente numa noite com queda de meteoros. A sensação de ver o Universo rodar sobre nós é absolutamente esmagadora.

Estas imagens são relativas às Perseidas de 2009 e merecem ser partilhadas.

Os créditos deste trabalho encontram-se no fim do vídeo.

METEORITO vs. ASTEROIDE - A Lei de Titius-Bode

Não há muito mais para "comparar" entre meteoritos e asteroides.

Penso que vou terminar hoje esta sequência de posts sobre este tema.

Mas antes disso, vou ainda fazer um pequeno post sobre a descoberta da Cintura de Asteroides que mencionei no post anterior (ver Meteorito vs. Asteroide - Onde estão os asteroides?).

A descoberta da Cintura de Asteroides deve-se muito à descoberta de Ceres, o maior asteroide de todos e também o primeiro a ser observado.

Na altura em que foi descoberto (por Giuseppe Piazzi, a 1 de janeiro de 1801), Ceres foi classificado como um planeta mas, tal como Plutão, desceu de categoria entretanto, devido a outras descobertas que os colocam noutro patamar.

Em cima, à esquerda, vemos Johann Titius, e à direita, Johann Bode, os percursores da descoberta.

Vamos então ao assunto do post, a Lei de Titius-Bode. O que diz?

Diz que os corpos que estejam num mesmo sistema orbital, orbitam a distâncias (semieixo maior) "definidas" de acordo com as suas posições.

Com números e um pouco de matemática é mais fácil explicar:

• Sendo a o semieixo maior de cada planeta;
• Considerando o semieixo maior da Terra (a_Terra) = 10;
• Então a = 4 + n, em que n = 0, 3, 6, 12, 24, 48, ...
• Os valores de n são o dobro do anterior para n > 3;
• Se dividirmos os valores daqui resultantes por 10, convertemo-los em Unidades Astronómicas (UA);
• A expressão resultante é: a = 0.4 + 0.3x2^m, para m = -inf, 0, 1, 2, ...
• Isto diz-nos que os planetas exteriores estarão ao dobro da distância do seu companheiro imediatamente interior.

Ok, isto é muito bonito, mas e valores na prática?

Vamos ver o caso do Sistema Solar.

Poderia especificar os cálculos de a, n e de outros dados intermédios do algoritmo que mostrei em cima, mas não vou por aí. Vou pelos resultados que interessam.

A tabela seguinte compara a distância calculada pela Lei de Titius-Bode com a real, bem como o erro de cálculo.

O gráfico que publico de seguida é o resultado da tabela de cima:

A precisão é extremamente elevada, ainda que Neptuno seja uma exceção (erro elevado), uma das exceções pela qual esta lei não é dada como um facto comprovado.

No entanto, o que quero aqui ressalvar é que os cálculos efetuados para os planetas conhecidos em meados do século XVIII (Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno) batiam todos certos. E por esses mesmos cálculos, havia algo a faltar à volta das 2.8 UA.

A descoberta de Urano em 1781 perto de onde seria previsível pela Lei de Titius-Bode veio acentuar a fé na validade desta lei e as buscas pelo elemento que faltava aumentaram.

Finalmente, encontrou-se Ceres e desde aí uma infinidade de outros pequenos asteroides surgiram na mira dos telescópios dos astrónomos. Foi descoberta a Cintura de Asteroides.

Ainda que mais tarde a descoberta de Neptuno tenha feito recuar os crentes nesta lei, o certo é que ela parece ser válida para planetas "mais interiores". Ainda assim, mesmo que não seja um dado comprovado, ao menos a sua existência já serviu para descobrir uma das maravilhas do Sistema Solar.

Espero, com estes posts, ter contribuído um pouco para a compreensão dos meteoritos e dos asteroides, daquilo que os une e do que os separa.

METEORITO vs. ASTEROIDE - Onde estão os asteroides?

A maioria dos asteroides conhecidos estão situados no Cinturão de Asteroides, localizado entre as órbitas de Marte e de Júpiter. Este cinturão é, também, conhecido, por cinturão principal, por oposição, por exemplo, ao Cinturão de Kuiper, que alberga vários corpos menores em órbitas transneptunianas.

Existem outros grupos notáveis de asteroides, como por exemplo os Hildas e os Troianos.

Os Troianos têm a particularidade de serem coorbitais com Júpiter. Partilham exatamente a mesma órbita de Júpiter e aí são mantidos por forças gravitacionais. Estão divididos em 2 grupos que, apesar de partilharem a mesma órbita e passarem regularmente "pela mesma zona do Espaço" uns dos outros, nunca se tocam. Como a figura ilustra, um dos grupos é denominado de "Troianos" e outro de "Gregos", numa evidente alusão à Guerra de Troia.

Só a conheço superficialmente (como a maioria das pessoas, presumo...), mas não é preciso um conhecimento profundo para se saber que gregos e troianos não eram muito amigos...

O material de todos os pequenos corpos do cinturão principal tem uma massa não superior a 4% da massa da Lua.

Mas por que razão são tantos fragmentos e por que motivo estão ali?

Supõe-se que sejam restos de um protoplaneta que estaria em formação por altura da formação do Sistema Solar, que acabou por não ter força suficiente para resistir às perturbações gravitacionais de Júpiter, o maior dos planetas gigantes do Sistema Solar, que provocou acelerações, excentricidades e inclinações nada usuais nestes planetesimais, que acabaram assim por, ao invés de se agregarem e formarem um planeta, por se fragmentarem ainda mais.

Uma das consequências dessas perturbações é a existência de zonas que não admitem a presença de qualquer asteroide, chamadas lacunas de Kirkwood (representadas à esquerda, segundo um gráfico que retirei da net, que relaciona o número de asteroides no eixo dos yy com a distância ao Sol medidas em UA - Unidades Astronómicas - no eixo dos xx). Um asteroide que tenha "o azar" de entrar nestas lacunas, sofreria imediatas consequências. Ou seria expulso para fora do Sistema Solar, ou seria remetido para a zona ocupada pelos planetas interiores, onde se inclui obviamente a Terra. Prevê-se (as certezas são difíceis de obter em alguns assuntos...) que cerca de 99% do material inicial tenha já sido expulso desta zona, desde a sua formação.

Daqui, podem retirar-se dois dados importantes.

Primeiro, que esta pode ser uma explicação para os "bombardeamentos" por asteroides de que por vezes somos alvo, e para os voos rasantes que eles fazem sobre nós.

Segundo, que muitas vezes estes são acontecimentos imprevisíveis. É isso que leva os cientistas a seguir um número crescente de asteroides, tentando prever as suas órbitas e possíveis impactos com a Terra.