Astronômos preveem colisão de Via Láctea com galáxia vizinha

Ilustração mostra como seria o céu dentro de 3,75 bilhões de anos; Andrômeda (à esq.) preenche a vista e começa a distorcer a posição da nossa Via Láctea. [Créditos: NASA]

Astrônomos estão usando o telescópio espacial Hubble para determinar quando a Via Láctea irá colidir com Andrômeda, sua galáxia vizinha.
As duas galáxias estão se aproximando devido à gravidade que exercem uma sobre a outra. Cientistas acreditam que elas começarão a se fundir dentro de 4 bilhões de anos.

E dentro de outros 2 bilhões de anos elas deverão ser uma única entidade.
Quando isso ocorrer, a posição do nosso sol será abalada, mas tanto o astro como os planetas que orbitam em torno dele enfrentam pouco risco de serem destruídos.

Astrônomos descobrem objeto gelado nos confins do Sistema Solar

Concepção artística de um objeto no Cinturão de Kuiper. O planeta anão Plutão é o maior KBO que se conhece. (Imagem: NASA)

Cinturão de Kuiper

Um grupo de astrônomos de vários países disse ter observado, pela primeira vez, um objeto gelado em uma órbita além de Netuno, nos confins do Sistema Solar.

O objeto é conhecido como KBO 55636 (sigla para Kuiper Belt Object, Objeto do Cinturão de Kuiper) porque habita a região chamada Cinturão de Kuiper, onde estão agrupados milhares de objetos remanescentes do período em que se formou o Sistema Solar.

Os astrônomos sabiam da existência do KBO 55636 há vários anos, mas só puderam vê-lo porque ele passou na frente de uma estrela brilhante e refletiu sua luz.

Liderados pelos Estados Unidos, cientistas de 18 observatórios espaciais em vários pontos do planeta participaram da busca. Eles descrevem suas observações na revista científica Nature.

Ocultação estelar

Quando um corpo celeste esconde uma estrela ao passar em frente a ela no espaço, ocorre o que os astrônomos chamam de “ocultação estelar”.

A equipe usou uma ocasião como essa para estudar o KBO 55636. A ocultação estelar durou apenas dez segundos, mas foi suficiente para que eles determinassem o tamanho e a capacidade de reflexão do objeto.

O Cinturão de Kuiper ocupa uma região que fica além da órbita do planeta mais distante do Sistema Solar, Netuno.

Ele é semelhante a um cinturão de asteroides, mas em vez de ser composto principalmente de rochas e metais, a maioria dos objetos que agrupa é feita de materiais voláteis – metano, amônia e água.

Físicos querem aumentar colisões de partículas dentro do LHC

Um dia depois de uma das mais importantes experiências da história da ciência, a colisão de prótons utilizando o maior acelerador de partículas do mundo simulando o momento do Big Bang, os cientistas querem mais. Nesta quarta-feira (31), físicos da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern, em francês), aumentaram a meta de colisões de prótons e querem saltar de 50 para 300 choques por segundo.

Imagem de parte do maior acelerador de partículas do mundo, o Grande Colisor de Hádrons (LHC). Em 30 de março de 2010, uma experiência inédita conseguiu simular através do choque de partículas o momento do Big Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo. Agora, os cientistas querem aumentar a meta de colisões de prótons de 50 para 300 choques por segundo.(Créditos: CERN)

Na experiência inédita da terça-feira, 30/03, os cientistas conseguiram promover choques de 7 trilhões de elétron-volts (7 TeV), e se aproximaram muito do que pode ter ocorrido na grande explosão que deu origem ao Universo há 13,7 bilhões de anos. Os testes ocorreram no Cern, na fronteira da Suíça com a França e foi acompanhado com enorme entusiasmo.

Dentro de um túnel de 27 km a 100 metros abaixo da superfície, os prótons foram acelerados na velocidade da luz e deram 11 mil voltas por segundo. Agora, os resultados poderão ser analisados por milhares de cientistas.

Novas provas vão continuar até o final de 2011 que vem quando serão suspensas por um ano para que o Grande Colisor de Hádrons (LHC) seja então preparado para outras colisões ainda mais ousadas.

“Estamos nos aproximando de fronteiras científicas cada vez mais novas”, declarou um porta-voz do Cern, James Gillies.

O LHC começou a simular a origem do Universo em setembro de 2008, mas por causa de um problema de superaquecimento parou de funcionar em dez dias. O Grande Colisor de Hádrons ficou parado por 14 meses e voltou a operar em 21 de novembro de 2009. A grande experiência da colisão de prótons na velocidade da luz dentro da gigantesca máquina era ansiosamente aguardada para este ano.

Fim do mundo

Apesar da frustração dos alarmistas de plantão, que acreditavam que a colisão entre os prótons criaria um pequeno buraco negro com consequências catastróficas para a humanidade, alguns ainda mantêm a esperança de que o pior ainda esteja por vir.

Um deles é o físico americano Walter Wagner, um dos maiores oponentes ao experimento. De acordo com Wagner, os pequenos buracos negros não se formariam com velocidades abaixo de 8 Tev (Tera Eletron-volts), mas apenas quando o acelerador atingir à velocidade máxima de 14 TeV para o qual foi projetado.

De acordo com o cronograma, o LHC deve funcionar por dois anos sem interrupção a 7 TeV. Em seguida será desligado por alguns meses e só depois disso é que retornará à operação, até que o objetivo de colisões a 14 TeV seja alcançado.

Em 2008, Wagner entrou na justiça do Havaí para suspender as operações do acelerador de partículas. O motivo alegado era falhas na documentação que atestaria a segurança do equipamento. O pedido foi negado pela justiça havaiana, já que a participação americana no LHC não é suficiente para que a justiça do país possa interferir no andamento do projeto.

Fonte: Apolo11

Descobertas cinco estrelas em rota de colisão com o Sistema Solar

Ao contrário do Cinturão de Kuiper, que é um anel no mesmo plano orbital dos planetas, a Nuvem de Oort parece ser uma esfera de rochas espaciais, prontas para virarem cometas, ao redor de todo o Sistema Solar.(Imagem: NASA)

Estrela a caminho

Tem uma estrela no nosso caminho. Ou melhor, cinco estrelas. Ou talvez sejamos nós a estarmos bem no caminho delas.

Um grupo de astrônomos russos e finlandeses usou dados do satélite Hipparcos, da Agência Espacial Europeia (ESA), juntamente com registros de diversos telescópios terrestres, para criar um modelo que mostra a trajetória de algumas estrelas vizinhas do Sistema Solar.

E algumas delas parecem decididas a estreitar os laços de vizinhança e nos cumprimentar bem de perto – elas deverão passar raspando pelo Sistema Solar.

Nuvem de Oort

Vadim Bobylev e seus colegas descobriram nada menos do que quatro estrelas até então desconhecidas que deverão passar a meros 9,5 anos-luz da Terra.

A essa distância, as quatro atingirão a chamada Nuvem de Oort, um verdadeiro campo de pedregulhos espaciais que os astrônomos acreditam ser a fonte de todos os cometas que atravessam o Sistema Solar.

Os efeitos gravitacionais desse encontro, e sua influência sobretudo sobre os planetas mais externos, ainda não foram modelados e não podem ser desprezados de antemão.

Estrela em rota de colisão com a Terra

Mas, segundo Bobylev, a maior ameaça virá mesmo é da estrela Gliese 710, uma anã laranja que, apesar de se encontrar hoje a 63 anos-luz da Terra, está chispando pelo espaço em nossa direção a uma velocidade de 14 quilômetros por segundo.

Segundo os astrônomos, seus cálculos indicam que há uma chance de 86% de que a Gliese 710 atravesse a Nuvem de Oort, arremessando milhões de cometas em direção ao Sol – logo, passando necessariamente pela órbita dos planetas, inclusive da Terra.

Estudos anteriores, contudo, revelam que uma saraivada de cometas gerada pela passagem de uma estrela pela Nuvem de Oort terá sobre a Terra o efeito mais de um chuvisco do que de uma tempestade – nosso planeta deverá ser atingido por não mais do que um cometa por ano.

Se serve de consolo, por outro lado basta lembrar que tudo indica que apenas um choque de um meteorito com tamanho suficiente foi capaz de dizimar a vida na Terra na época dos dinossauros.

A Gliese 710 é uma anã laranja que está chispando pelo espaço em nossa direção a uma velocidade de 14 quilômetros por segundo. (Imagem: NASA/Hubble)

Chuva de cometas

Há ainda, segundo os cálculos de Bobylev e seus colegas, uma chance em 10.000 de que a Gliese 710 aproxime-se a menos de 1.000 UA’s do Sistema Solar (UA: Unidade Astronômica. Uma unidade astronômica equivale à distância entre a Terra e o Sol).

Se isso de fato acontecer, ela atingirá não apenas a Nuvem de Oort, mas também o Cinturão de Kuiper – uma área repleta de pedregulhos espaciais congelados localizado além da órbita de Netuno – assim como outros grupos de objetos que giram em órbitas entre os dois.

Além de uma chuva de cometas eventualmente mais intensa, essa aproximação certamente afetará a órbita de Netuno, com efeitos sobre os demais planetas que ainda deverão ser objetos de novos estudos.

Pedras espaciais

A boa notícia é que, ao contrário das pedras que encontramos pelo caminho aqui na Terra, as pedras espaciais, ou pelo menos as estrelas, costumam ficar a grandes distâncias, e os tropeções demoram bastante para acontecer.

A mais perigosa das cinco ameaças, a Gliese 710, deverá chegar por aqui dentro de 1,5 milhão de anos.

Fonte: Inovação Tecnológica

Bibliografia:

Analysis of peculiarities of the stellar velocity field in the solar neighborhood
V. V. Bobylev, A. T. Bajkova, A. A. Myllari
Astronomy Letters
January, 2010
Vol.: 36, p. 27-43
DOI: 10.1134/S1063773710010044

LHC confirma teoria de físico brasileiro

O primeiro artigo de física do LHC consagra uma das mais importantes contribuições brasileiras à física mundial, a estatística de Tsallis - enunciada em 1988 por Constantino Tsallis, pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. (Imagem: LHC/Cern)

Contribuição brasileira à física

Maior instrumento científico já construído, o acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider, ou Grande Colisor de Hádrons) acaba de gerar outro destaque importante: seu primeiro artigo científico.

O artigo consagra uma das mais importantes contribuições brasileiras à física mundial. Uma das conclusões do trabalho é que a estatística de Tsallis – enunciada em 1988 por Constantino Tsallis, pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas – é ideal para descrever o sistema no qual a distribuição das partículas é medida.

Na verdade, um primeiro artigo científico do LHC já havia sido noticiado no site Inovação Tecnológica no início de Dezembro de 2009, mas agora ele está sendo classificado como de natureza técnica, assim como outros que o seguiram, e não de física propriamente dita.

Detector do LHC

Com participação de vários brasileiros entre os mais de 2 mil coautores de 157 instituições internacionais, o artigo foi publicado no último exemplar da revista Journal of High Energy Physics (JHEP).

O artigo se baseou em dados gerados em dezembro de 2009 pelo CMS (sigla em inglês para “Solenóide de Múon Compacto”) – um dos quatro detectores do LHC – e apresentou a primeira medida de distribuição de partículas observadas em colisões ocorridas em altíssimas energias: 2,36 teraelétron-volts (TeV).

Do Brasil, participaram pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF).

Estatística de Tsallis

Teoria que generaliza a mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs, a estatística de Tsallis é utilizada para o entendimento dos sistemas complexos e já foi abordada em mais de 2 mil artigos científicos em todo o mundo. Mas, com o experimento do LHC, deixou de ser apenas uma importante conjectura.

Professor Constantino Tsallis, pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, autor de uma das maiores contribuições brasileiras à física mundial, chamada de Estatística de Tsallis. (Imagem: CBPF)

De acordo com Tsallis – que por modéstia prefere referir-se à sua teoria como “mecânica estatística não-extensiva” – a colaboração CMS já havia gerado artigos em áreas técnicas, mas, por ser a primeira publicação em física produzida pelo experimento, o trabalho é um marco para a física.

“Como o CMS forneceu dados que não se acomodaram com a estatística de Boltzman-Gibbs, os pesquisadores decidiram experimentar a mecânica estatística não-extensiva. Verificaram que ela funcionou muito bem, encaixando-se com propriedade. No fundo, trata-se de algo muito simples e, por isso mesmo, maravilhoso”, disse Tsallis.

Tsallis revelou que, por meio de uma colega do CBPF – Maria Elena Pol, uma das coautoras do artigo – ficou sabendo que a mecânica estatística não-extensiva seria utilizada para a descrição do comportamento das partículas.

“A teoria é sempre algo plausível, mas que só se torna real por meio de um experimento ou da verificação. É o sonho de qualquer físico teórico que a natureza confirme a sua suspeita. Quando isso ocorre, com um experimento desse porte, a sensação é de estupor”, descreveu Tsallis.

Colisões de alta energia

De acordo com um dos autores do artigo, Sérgio Ferraz Novaes, professor do Instituto de Física Teórica da Unesp, o primeiro trabalho de física a utilizar os dados do LHC é importante por realizar medidas das colisões em níveis de energia sem precedentes, mas também por confirmar a eficiência do acelerador.

“Essa é a primeira medida feita em regime de energia tão alta, o que é importante porque permite a extrapolação dos dados anteriores. O experimento, por um lado, serviu como calibração do equipamento, mostrando resultados satisfatórios e coerentes com o que esperávamos. Por outro lado, os dados gerados ainda motivarão muitos outros artigos. Essa primeira publicação é o começo de uma história que será contada nos próximos dez anos”, afirmou.

Primeiro artigo de física do LHC

O artigo apresentou a primeira medida de distribuição em momentum transverso e pseudo-rapidez (análoga à medida de distribuição angular) das partículas observadas nas colisões próton-próton ocorridas em altas energias, a 2.36 TeV. Segundo Novaes, os experimentos realizados até agora haviam feito medições em regimes de energia de no máximo 2 TeV.

Cada TeV equivale a 1 trilhão de elétron-volts. Um elétron-volt é a quantidade de energia cinética ganha por um elétron quando acelerado por uma diferença de potencial elétrico de um volt, no vácuo.

“De agora em diante haverá mais trabalhos científicos com base nos dados gerados pelo LHC, pois o equipamento irá gerar novas colisões, com intensidade maior de energia dos feixes de prótons. Nos próximos dois anos, iremos operar com 7 TeV. A previsão é que, posteriormente, o equipamento chegue a trabalhar com até 14 TeV”, explicou.

Conceitos relativísticos

As medidas de momentum transversal e longitudinal, segundo Novaes, são bem conhecidas em outros aceleradores. Mas ainda não tinham sido realizadas no LHC. “Enquanto não tínhamos feixe, a calibração e o alinhamento dos diversos componentes do acelerador eram feitas, em geral, com raios cósmicos”, disse.

O momentum medido, segundo Novaes, é o análogo relativístico da definição da física básica: o produto da massa e velocidade de uma partícula. “Quando falamos do momentum transversal e longitudinal, estamos nos referindo à projeção do momentum na direção do feixe, ou na direção perpendicular a ele”, disse.

De acordo com Novaes, quando se mede a distribuição de uma partícula, ela está imersa em um banho térmico formado por todas as demais partículas produzidas na reação. “A distribuição de momentum dessa partícula é melhor descrita pela estatística de Tsallis, que generaliza a estatística de Boltzmann-Gibbs”, afirmou.

LHC

O LHC, construído pelo Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern) na fronteira entre Suíça e França, foi inaugurado oficialmente em outubro de 2008, com o objetivo de buscar respostas para alguns dos principais mistérios da ciência, investigando as partículas mais elementares da matéria.

Depois de paradas forçadas por problemas técnicos, o LHC está sendo “aquecido”, com sua energia sendo elevada paulatinamente, e deverá começar a produzir experimentos reais a partir dos próximos meses.

Fonte: Inovação Tecnológica

Bibliografia:

Transverse-momentum and pseudorapidity distributions of charged hadrons in pp collisions at ?s = 0.9 and 2.36TeV
CMS Collaboration, V. Khachatryan et al.
Journal of High Energy Physics
February, 2010
Vol.: 2010, Number 2, 1-35
DOI: 10.1007/JHEP02(2010)041