Asteroides escuros e perigosos são descobertos nas vizinhanças da Terra

Telescópio Wise, que rastreia os céus na faixa do infravermelho, descobriu asteroides tão escuros que são virtualmente invisíveis a outros telescópios.(Imagem: NASA/JPL-Caltech/Ball)

Asteroides que ameaçam a Terra

Quando o telescópio de infravermelho Wise foi lançado, em dezembro de 2009, ele partiu com uma missão científica que inclui nada menos do que fazer um mapa completo do céu na faixa do infravermelho, detectando galáxias longínquas e estrelas frias demais para serem captadas com precisão por outros telescópios.

Mas dois outros objetivos chamaram muito mais a atenção e, um deles, eventualmente, poderá ter um impacto sobre a vida na Terra muito mais imediato.

Além da possibilidade de detectar a elusiva “Estrela X”, o Wise tornou-se a principal ferramenta disponível para a localização de asteroides com risco de impacto na Terra.

A preocupação com a possibilidade de um impacto cresceu depois que um painel de cientistas afirmou que, no nível atual da tecnologia, não estamos prontos para um “impacto profundo”.

Asteroides escuros como asfalto

A caçada infravermelha começou em janeiro, e os primeiros resultados não se fizeram esperar.

Em apenas seis semanas de observações, o Wise descobriu 16 asteroides anteriormente desconhecidos, com órbitas passando perigosamente próximas à Terra.

Nada menos do que 9 desses asteroides eventualmente ameaçadores refletem menos do que um décimo da luz do Sol que incide sobre eles. Um deles, particularmente, é escuro como asfalto, refletindo menos de 5% da luz solar.

Os dados mostram o valor do novo telescópio, já que seria impossível visualizar esses asteroides em outra faixa que não fosse o infravermelho. Como não refletem luz, é extremamente difícil visualizá-los com telescópios ópticos. Por outro lado, como eles não refletem a luz, elas a absorvem, aquecendo-se, o que facilita sua detecção em infravermelho.

Plano de órbita

Muitos desses asteroides escuros têm órbitas que são acentuadamente inclinadas em relação ao plano em que orbitam todos os planetas e a maioria dos asteroides.

Isto significa que os telescópios que atualmente varrem os céus em busca de asteroides com risco de colisão com a Terra podem estar deixando escapar muitos objetos com órbitas inclinadas porque esses telescópios passam a maior parte do tempo procurando objetos no plano orbital da Terra.

Para ver outras descobertas do Wise, veja Galáxias e cometas marcam estreia do telescópio Wise.

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Espelhos de novo telescópio da Nasa passam em teste de baixa temperatura

Lançamento do James Webb está marcado para 2014.
Capacidade de captar imagens do cosmos é muito superior à do Hubble.

Temperatura mínima - Espelhos foram submetidos a 248°C negativos (Foto: Emmett Givens / Nasa e MSFC)

A Nasa anunciou nesta quarta-feira (3) a conquista de uma etapa essencial para o lançamento, daqui a quatro anos, de um telescópio espacial ainda mais potente que o Hubble. O novo olheiro do espaço, batizado de James Webb, passou em uma espécie de teste de resistência climática. Seis dos 18 espelhos hexagonais do Webb – cada um com 6,5 metros de lado a lado – foram testados em uma câmara criogênica e de raio X, onde suportaram temperaturas de até 248°C negativos.

A análise é fundamental para assegurar que o material suporte as condições ambientais extremas do espaço. Os testes foram feitos tanto com os módulos separados quanto unidos. As peças também passaram por um “polimento criogênico”, para que cumprissem as especificações ópticas. O polimento criogênico assegura que, ao atingir temperatura operacional, extremamente fria, a forma do espelho será exatamente a planejada para que o telescópio possa captar imagens precisas de estrelas e galáxias distantes.

Parceria - Projeto, iniciado há dez anos, é resultado de parceria entre Nasa, ESA e agência canadense.

Para validar os resultados anunciados nesta quarta-feira, a Nasa vai coordenar uma série de rechecagens.

Os planos de construção e lançamento do Webb começaram a ser esboçados há dez anos. O Webb tem três patrocinadores: a Nasa, a agência espacial europeia (ESA) e a agência espacial do Canadá.

Galáxias e cometas marcam estreia do telescópio Wise

Cometa Siding Spring, visto em infravermelho pelo telescópio Wise.(Imagem: NASA/JPL-Caltech/UCLA)

Sábio

Um elenco diversificado de personagens cósmicos marcou a estreia do novo telescópio Wise (Wide Field Infrared Survey Explorer), lançado pela NASA nos últimos dias de 2009.

O WISE é um telescópio na faixa do infravermelho que ficará circulando em volta da Terra ao longo dos pólos para fazer um mapa completo do universo, detectando galáxias longínquas, estrelas frias demais para que sua luz seja captado com precisão por outros telescópios e até asteroides escuros, escondidos nas profundezas do Sistema Solar, de onde podem surgir “repentinamente” para se chocar com a Terra – veja mais detalhes em Telescópio Wise vai procurar Estrela X, asteroides ameaçadores e muito mais.

Monitoramento de asteroides e cometas

A fase científica da missão começou em Janeiro. Desde então, o Wise já enviou mais de 250.000 imagens em infravermelho do Universo. Agora a NASA divulgou as primeiras dessas imagens, já processadas e corrigidas.

As imagens selecionadas para divulgação incluem um cometa, uma nuvem onde se originam novas estrelas – um berço de estrelas, como dizem os astrônomos – a bela galáxia de Andrômeda e um distante aglomerado de galáxias.

“Estas primeiras imagens estão comprovando que a missão secundária da sonda, de ajudar a monitorar asteroides, cometas e outros objetos estelares, será tão criticamente importante quanto sua principal missão de levantamento de todo o céu no infravermelho,” diz Ed Weiler, um dos cientistas da missão.

Aqui, o berço de estrelas na nuvem NGC 3603, observado em infravermelho pelo Wise, aparece sobreposto ao mesmo ponto do céu observado em luz visível pelo telescópio Hubble. (Imagem: NASA/JPL-Caltech/UCLA/STScI/MPIA/Univ. of Heidelberg/Univ. of Illinois)

Poeiras de estrelas

Durante as observações, espera-se que o novo telescópio encontre dezenas de cometas desconhecidos, incluindo alguns que se aproximam bastante da Terra. O Wise ajudará a desvendar pistas, guardadas dentro desses cometas, sobre como nosso sistema solar pode ter-se formado.

“Todas essas fotos contam uma história sobre nossas origens e nosso destino, ambos ligados à poeira estelar,” disse Peter Eisenhardt, cientista da NASA. “O ‘Sábio’ (wise em inglês) vê cometas empoeirados e asteroides rochosos traçando a formação e a evolução do nosso sistema solar. Nós podemos mapear milhares de sistemas solares nascendo e morrendo em toda a nossa galáxia. Podemos ver os padrões de formação de estrelas em outras galáxias, e ondas de estrelas explodindo em aglomerados de galáxias a milhões de anos-luz de distância.”

Fonte: Inovação Tecnológica

Rússia lançará novo telescópio que poderá substituir o Hubble

Os americanos que se cuidem: um novo observatório que poderá substituir o telescópio espacial Hubble entrará em operação em 2013. Liderado pela Rússia, o projeto é uma parceria entre a Espanha, Alemanha, Ucrânia e China e foi apresentado na última semana pela Universidade Complutense de Madri, UCM. Segundo a apresentação, o novo equipamento será colocado em órbita a 35800 km de altitude e vai permitir observações sem interferência da atmosfera no comprimento de onda do ultravioleta.

Concepção artística do novo telescópio ultravioleta que entrará em operação a partir de 2013.

Batizado de World Space Observatory – Ultraviolet, WSO-UV, o novo instrumento permitirá aos astrônomos conhecerem melhor a composição e a distribuição do material intergaláctico, a evolução química do Universo e analisar a atmosfera de outros planetas e estrelas.

O Hubble, lançado em 1990, foi o primeiro telescópio no espaço que conseguiu captar imagens de fenômenos jamais registrados. Há menos de um ano, em maio de 2009, uma missão do ônibus espacial Atlantis alcançou o Hubble para realizar trabalhos de concerto e upgrade no telescópio, que corria grande risco de ser desativado depois de quase 20 anos de funcionamento. Depois de restaurado, o telescópio voltou a enviar dados para a Terra e a Nasa pretende mantê-lo em operação até 2014.

A Rússia deve atuar depois do fim da missão Hubble e seu telescópio será o único observatório com capacidade para espectroscopia em ultravioleta no seguimento entre 100 nm e 320 nm (nanômetros), impossibilitada de ser feita devido à absorção da atmosfera terrestre. Segundo seus idealizadores, o equipamento deverá funcionar entre 2013 e 2023.

O novo observatório contará com um telescópio de 1.7 metros de abertura, que apesar de ser menor que o telescópio Hubble terá maior capacidade de análises espectroscópicas. Segundo informações colhidas no site do projeto, o WSO será equipado com três espectrômetros de alta e baixa resolução fabricados na Alemanha e na China, além de câmeras de alta sensibilidade nos espectros visível e ultravioleta.

Órbita e Controle

Outra diferença com relação ao Hubble será o tipo de órbita em que o WSO será colocado. Enquanto o Hubble completa uma revolução ao redor da Terra a cada 97 minutos a 560 km de altitude, o novo observatório permanecerá a 35800 km de altitude e completará uma volta a cada 24 horas, permanecendo sempre sobre a mesma região do planeta, em uma órbita chamada de geosíncrona. Devido à inclinação orbital de 51 graus acima do equador, o WSO não permanecerá sempre sobre a linha do equador, mas descreverá um “8” acima da Europa, como mostra a figura abaixo.

Diagrama orbital do observatório acima da linha do equador.

Depois de lançado, dois centros deverão dividir as operações de controlar o novo telescópio. Um deles será instalado no Instituto de Astronomia da Academia de Ciências Russa e outro na Escola de Estatística da universidade de Madri.

Fonte: Apolo11
Crédito das imagens: Universidade Complutense de Madri, UCM e World Space Observatory-Ultraviolet – WSO-UV.

Por que nossas supernovas não explodem?

Um modelo feito em um supercomputador do núcleo de uma supernova em rápida rotação entrando em colapso. As observações dos remanescentes de supernovas reais, a serem feitas pelo NUSTAR, fornecerão dados vitais para estes modelos.(Imagem: Fiona Harrison/Caltech)

Espetáculo fracassado

Uma velha estrela gigantesca está prestes a morrer de uma morte espetacular. Conforme o seu combustível nuclear se esgota, ela começa a entrar em colapso sob seu próprio peso colossal.

A pressão de esmagamento no interior da estrela dispara, desencadeando novas reações nucleares, preparando o palco para uma explosão espetacular.

E então … nada acontece.

Pelo menos é isso o que os supercomputadores têm dito aos astrofísicos durante décadas. Muitos dos melhores modelos de computador de explosões de supernovas simplesmente não geram uma explosão. Em vez disso, de acordo com as simulações, a gravidade vence, e a estrela simplesmente entra em colapso, sem nenhuma explosão.

Humildade

“Nós realmente ainda não compreendemos como as supernovas de estrelas massivas funcionam”, diz Fiona Harrison, uma astrofísica do Instituto de Tecnologia da Califórnia. A morte de estrelas relativamente pequenas é muito melhor compreendida pelos cientistas, mas para as estrelas maiores – aquelas com mais de 9 vezes a massa do nosso Sol – a física simplesmente não tem respostas.

Alguma coisa deve ajudar o empurrão para fora da radiação, além de outras pressões, a superar a pressão para dentro exercida pela gravidade. Para descobrir o que esse “algo” é, os cientistas precisam de examinar o interior de uma supernova real, no momento que ela está explodindo – o que não é uma coisa muito fácil de se fazer!

Concepção artística do telescópio NUSTAR. A óptica de focalização dos raios X exige distâncias focais longas - daí o mastro telescópico de 10 metros, que se estenderá após o lançamento. (Imagem: NASA)

Telescópio de raios X

Mas é exatamente isso que Harrison pretende fazer com um novo telescópio espacial que ela e seus colegas estão desenvolvendo, chamado NUSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array – telescópio de espectroscopia nuclear).

Depois que ele for lançado em 2011, a bordo de um foguete Pegasus, o NUSTAR dará aos cientistas uma visão sem precedentes dos raios X de alta energia vindos daquilo que restou das supernovas, buracos negros, blazares e outros fenômenos cósmicos extremos.

O NUSTAR será o primeiro telescópio espacial capaz de realmente focalizar esses raios X de alta energia, produzindo imagens aproximadamente 100 vezes mais nítidas do que as que se pode captar com os telescópios atuais.

Usando o NUSTAR, os cientistas vão procurar pistas sobre as condições existentes no interior das estrelas que explodiram e que ficaram gravadas no padrão de elementos espalhados por toda a nebulosa que se forma depois que a estrela explode.

Titânio

“Você não tem a oportunidade de assistir a essas explosões muito frequentemente, daquelas que estejam próximas o suficiente para serem estudadas em detalhe,” diz Harrison. “O que podemos fazer é estudar os detritos. A composição e a distribuição do material nesses remanescentes dizem muita coisa sobre a explosão.”
Um elemento em particular é de grande interesse: o titânio-44.

O telescópio NUSTAR irá mapear a distribuição de titânio-44 em remanescentes de supernovas, como a Cassiopeia A, para procurar evidências de assimetrias. (Imagem: Chandra X-Ray Observatory)

A criação desse isótopo de titânio por meio de fusão nuclear requer uma combinação bem precisa de energia, pressão e matérias-primas. Dentro da estrela que está colapsando, esta combinação ocorre a uma profundidade que é muito especial. Qualquer coisa abaixo dessa profundidade irá sucumbir à gravidade e retrair-se para formar um buraco negro. Qualquer coisa acima dessa profundidade será ejetada na explosão. O titânio-44 está exatamente nesse limite de profundidade.

Desta forma, o padrão de como o titânio-44 se espalha pela nebulosa pode revelar muito sobre o que aconteceu naquele limiar crucial durante a explosão. E, com essa informação, os cientistas podem ser capazes de descobrir o que há de errado com as suas simulações de computador.

Assimetrias

Alguns cientistas acreditam que os modelos de computador são simétricos demais. Até recentemente, mesmo com os mais poderosos supercomputadores, os cientistas só eram capazes de simular uma fatia unidimensional de uma estrela. Eles simplesmente assumiam que o resto da estrela se comporta da mesma forma, fazendo a implosão simulada acontecer da mesma forma em todas as direções radiais.

Mas e se esse pressuposto estiver errado?

“As assimetrias podem ser a chave,” diz Harrison. Em um colapso assimétrico, forças expansivas poderiam irromper em alguns lugares, mesmo se o esmagamento da gravidade estiver sendo avassalador em outros.

Na verdade, mais recentemente, simulações bidimensionais sugeriram que as assimetrias poderiam ajudar a resolver o mistério da “supernovas que não explodem”.

Se o NUSTAR descobrir que o titânio-44 está espalhado de forma desigual, isto seria uma evidência de que as próprias explosões foram assimétricas, explica Harrison.

Óptica Wolter

Para detectar o titânio-44, o NUSTAR precisa ser capaz de focalizar os raios X de alta energia. O titânio-44 é radioativo e, quando ele decai, libera raios gama com uma energia de 68 quilo-elétron-volts (keV). Os telescópios de raios X atuais, como o Chandra, só conseguem focalizar raios X até cerca de 15 keV.

Lentes normais, na verdade, não são nem mesmo capazes de focalizar raios X, porque o vidro curva apenas muito ligeiramente os raios X. Assim, para uma lente de vidro poder curvar os raios X o suficiente para dirigi-los, ela teria que ser tão grossa que ela na verdade absorveria os raios X.

Os telescópios de raios X usam um tipo totalmente diferente de lente. Chamada de óptica Wolter-I, essas lentes consistem em vários invólucros cilíndricos, cada um ligeiramente menor do que o outro, postos uns dentro dos outros. O resultado parece um pouco com as camadas de uma cebola cilíndrica (se existisse tal coisa), com pequenos intervalos entre as camadas.

Os raios X que atingem a lente passam entre essas camadas, que guiam os raios X para a superfície focal. Não se trata exatamente de uma lente, em termos estritos, porque os raios X se refletem nas superfícies, em vez de atravessar-lhes, como acontece com a luz que passa por uma lente de vidro. Mas o resultado final é o mesmo.

Raios inexplorados

A óptica Wolter-I do NUSTAR tem um revestimento especial, com precisão atômica, que permite que suas camadas reflitam os raios X com energias de até 79 keV.

Harrison e seus colegas passaram anos aperfeiçoando as delicadas técnicas de fabricação para conseguir fazer essas camadas com tamanha precisão. Juntamente com um novo sensor capaz de tolerar essas altas energias, estas camadas finamente trabalhadas são o que permitirá o NUSTAR fotografar esses raios X de alta intensidade até hoje relativamente inexplorados.

E as descobertas não vão se limitar às supernovas. Os raios X de alta energia são emitidos por muitos dos fenômenos mais extremos do Universo, incluindo os buracos negros e os blazares – corpos celestes com uma fonte de energia extremamente compacta e altamente variável.

O NUSTAR nos dará uma nova janela para essa faceta tão extrema do Universo.