Vem ai uma tempestade solar!

A Solar and Heliospheric Observatory, satélite da NASA que estuda o Sol, registou a ejecção (libertação) de uma grande massa coronal (massa vinda da corona solar) às 04h12min UTC (5h12m em Portugal Continental) de 20 de Junho. A NASA classificou o flare solar, associado à ejecção de massa coronal, como sendo de classe C7.7 (segundo a NASA os flares de classe C não são perigosos para a Terra).

A figura seguinte é uma fotografia tirada pela Solar and Heliospheric Observatory à ejecção de massa coronal que aconteceu a 20 de Julho (em cima, ao centro). Crédito: NASA/SOHO.

O vídeo seguinte, feito pelo Solar Dynamics Observatory, apresenta o flare emitido pelo Sol a 20 de Junho (o ponto mais brilhante).Crédito: NASA/SDO.



Os primeiros cálculos da NASA, apresentados a 21 de Junho, indicavam que a nuvem de massa da corona solar ejectada (coronal mass ejection ou CME)se moveria no espaço a sensivelmente 800 km/h, esperando-se que atingisse a Terra amanhã, dia 23 de Junho. A animação seguinte, desenvolvida pela Community Coordinated Modeling Center, apresenta modelos 3D animados do movimento desta nuvem pelo sistema solar, incluindo a Terra (representada pelo pequeno círculo amarelo) (Crédito: NASA/CCMC).



Mas a NASA reviu entretanto estes cálculos: a nuvem desloca-se a uma velocidade menor, 650 km/h, e só vai atingir a Terra às 07h00min UTC (8h00m em Portugal Continental) de 24 de Junho. Ao atingir a Terra a nuvem vai gerar auroras visíveis em regiões próximas dos pólos magnéticos terrestres (as aurora boreais – as mais famosas – ocorrem “sobre” o pólo norte).

As auroras são uma das consequências da tempestade geomagnética que vai ser provocada pela nuvem de massa coronal ejectada a 20 de Junho. A NASA prevê que esta tempestade será de classe G1 (numa escala que vai de G1, mínimo, até G5, extremo).

Uma tempestade geomagnética é uma perturbação no campo geomagnético da Terra (campo magnético gerado pelo núcleo da Terra).As tempestades geomagnéticas de classe G1 podem provocar pequenas flutuações de potência eléctrica, algumas falhas em sondas e satélites e pode afectar animais migrantes (que utilizam o campo magnético terrestre para estabelecer trajectórias de migração).

Notas:

(1) A classificação de tempestades geomagnéticas baseia-se na variação sentida no campo magnético terrestre. Existe uma escala chamada escala K, que mede a variação do campo magnético terrestre num ponto da Terra durante um intervalo de 3 horas. A escala K vai de 0 a 9. O kp é um valor médio de K.Uma tempestade geomagnética de classe G1 tem um valor de kp de 5. Uma tempestade geomagnética de classe G1 tem um valor de kp de 9.

Este site da NOAA apresenta os valores de K para o continente norte-americano e os valores de kp medidos nos últimos três dias. O gráfico seguinte apresenta os valores de K entre 20 e 22 de Junho.

(2) A NASA apresenta a seguinte definição de ejecção de massa coronal (adaptada do original).

A estrutura da corona, a atmosfera exterior do Sol, depende de campos magnéticos fortes. Nos pontos onde os campos magnéticos estão fechados (muitas vezes acima de grupos de manchas solares) a atmosfera solar encontra-se confinada. Nestes pontos pode ocorrer a libertação súbita e violenta de bolhas de gás e de campos magnéticos chamadas ejecções de massa coronal.

Uma ejecção de massa coronal grande pode conter um bilhão de toneladas de matéria (da corona solar) que pode ser acelerada a vários milhões de kilómetros por hora numa explosão espectacular. A nuvem de massa coronal ejectada desloca-se pelo meio interplanetário, actuando sobre qualquer planeta, sonda ou satélite no seu caminho. As ejecções de massa coronal estão muitas vezes associadas com os flares, mas podem ocorrer de forma independente.

AGoogle Comemora o Solstício de Verão

A Google comemora o solstício de Verão (no Hemisfério Norte) com um logótipo com o título de “O Primeiro Dia de Verão”,desenhado pelo artista japonês Takashi Murakami.

Segundo o site da Ciência Hoje, o Solstício de Verão é o momento do ano em que o Sol, durante seu movimento aparente na esfera celeste, atinge a maior declinação (altura máxima) em latitude, medida a partir da linha do equador. No Hemisfério Norte hoje é o dia do ano em que o Sol nos acompanha durante mais tempo.

O Observatório Astronómico de Lisboa refere que o Verão começa às 18h 30 m terminando no dia 23 de Setembro, às 9h 05 m (quando acontece o equinócio!). Crédito: CienciaViva/Astro.

No Hemisfério sul, no entanto, hoje é o dia mais curto, assinalando o início do Inverno. A Google não esqueceu os habitantes o Hemisfério Sul. Takashi Murakami desenhou para eles um logótipo, comemorando o “O Primeiro Dia de Inverno”.

Este site (de onde foram retiradas as figuras) e este site apresentam mais informação sobre os solstícios e os equinócios de uma forma acessível.

A primeira imagem de satélite do Puyehue em erupção

A NASA possui uma galeria de fotografias de satélite tiradas ao vulcão Puyehue, no site Flickr, chamada Chile's Puyehue-Cordón Caulle Volcano.

A imagem seguinte foi captada pelo satélite Aqua, da NASA, a 4 de Junho pouco depois do início da erupção do vulcão Puyehue. A nuvem atinge os 14 000 m de altitude (NASA Goddard/MODIS Rapid Response, Jeff Schmaltz Rob Simmon e Holli Riebeek).


A imagem em baixo foi tirada também a 4 de Junho a bordo de um avião voando a 10 000 m de altitude de Puerto Montt para Santiago do Chile (Créditi: Andrés E./Flickr)

Imagens da NASA do vulcão Puyehue (II)

A erupção do vulcão Puyehue, que teve início a 4 de Junho, tem lançado cinzas para atmosfera. A maior parte das cinzas encontra-se concentrada numa nuvem que segue para Este sobre o continente sul-americano, subindo depois para Nordeste. A figura seguinte foi tirada pelo satélite Terra, da NASA a 13 de Junho (Crédito: NASA Goddard/MODIS Rapid Response Team/ Jeff Schmaltz e Holli Riebeek).

Para além da nuvem é possível ver nesta fotografia as cinzas que se têm depositado ao longo do continente sul-americano ((as áreas mais cinzentas por cima e por baixo da nuvem). O Servicio Nacional de Geología y Minería Chileno (SERNAGEOMIN) considera que o início da época das chuvas que se aproxima poderá provocar a formação de lamas ricas em cinzas, e deslizamentos de cinza (até talvez “lahares”, avalanches de misturas quentes ou frias de água e fragmentos de rocha que desce as encostas de um vulcão e/ou vales de rios cobertos de cinzas).

A figura seguinte apresenta um exemplo de um lahar, descendo a encosta do vulcão Nevado del Ruiz, na Colômbia que resultou da erupção de 1985 (Crédito: R. Janda).

Notas:

(1) Este site (em inglês) apresenta informação sobre lahares.

(2) A fotografia do vulcão Puyehue tirada pelo satélite Terra, da NASA a 13 de Junho pode ser vista aqui.

A Terra escondeu o Sol da Lua

Hoje foi noite de eclipse lunar, comemorado pela Google com um logótipo.

O eclipse começou às 17:24 GMT (18 h 24 m em Portugal Continental) e vai terminar às 23:00 GMT (24 h 00 m em Portugal Continental). A totalidade, altura em que a Lua está completamente à sombra da Terra dura 100 minutos, o mais longo eclipse desde Julho de 2000. A figura seguinte é um mapa-múndi, que mostra as zonas do planeta onde foi possível ver o eclipse lunar.

Durante a totalidade a Lua apresenta uma cor avermelhada. A figura seguinte mostra as diferentes fases de um eclipse lunar.

Relâmpagos sobre o vulcão Puyehue

A figura anterior mostra o vulcão Puyehue-Cordón, no Sul do Chile em erupção. A erupção deste vulcão, a 4 de Junho, criou uma nuvem de cinzas que se elevou 10 000 m na atmosfera, gerando um espectáculo de relâmpagos e faíscas momentos após o início da erupção (Crédito Claudio Santana /AFP/Getty Images).

A fotografia seguinte mostra relâmpagos formando-se sobre a cratera do vulcão Puyehue. À esquerda é possível ver relâmpagos formados na nuvem de cinzas. Ao fundo à direita é visível a saída de lava (Crédito: Claudio Santana/AFP/Getty Images).

Nem sempre ocorre a formação de relâmpagos sobre a cratera de um vulcão em erupção. E como não é fácil prever o momento em que um vulcão entra em erupção torna-se difícil estudar este fenómeno no momento em que ocorre. Um estudo realizado em 2006 durante a erupção do monte de Santo Augustine, no Alasca foi o primeiro a apresentar algumas conclusões.

O estudo concluiu que nos minutos que se seguem ao início da erupção se formam inúmeros relâmpagos e pequenas faíscas sobre a cratera do vulcão. Os relâmpagos podem atingir até 3 kg de altura, enquanto as faíscas podem ter apenas 1 metro. Este fenómeno apenas acontece numa erupção vulcânica e corresponde à descarga de carga positiva, ao contrário do que acontece numa trovoada comum.

A fotografia seguinte é uma fotografia nocturna de longa exposição, que registou vários relâmpagos e faíscas na nuvem que se foram formando sobre a cratera do vulcão Puyehue. Os pequenos à esquerda são estrelas (a distorção deve-se ao movimento de rotação da Terra durante o tempo de exposição) Crédito: Francisco Negroni, Agenci Uno/European Pressphoto Agency.

Mas as erupções vulcânicas também podem gerar relâmpagos semelhantes ao de uma trovoada normal. A nuvem libertada pelo vulcão é rica em água, que em contacto com o ar frio da atmosfera arrefece, transformando-se em gelo. A fricção gerada entre as partículas de gelo e também as cinzas gera cargas estáticas negativas.

Como uma nuvem de trovoada, a nuvem de cinzas transforma-se numa espécie de condensador eléctrico gigante, armazenando carga eléctrica negativa até que esta carga é descarregada, formando-se um trovão (relâmpago incluído!).



Nota: Aqui encontra-se um resumo do artigo sobre a erupção do monte de Santo Augustine em 2006, que explica a formação de relâmpagos durante uma erupção vulcânica.

Uma forma original de produzir electricidade!

A revista Smart Materials and Structures apresenta em Abril um artigo sobre uma forma original de “produzir” electricidade. O mecanismo utilizado baseia-se na instabilidade aerodinâmica, ou seja a instabilidade provocada em edifícios, pontes e até postes de alta tensão e antenas quando são sujeitas à acção do vento (conjugado ou não com outros elementos meteorológicos).

A acção da instabilidade aerodinâmica pode provocar danos graves e dispendiosos a uma estrutura. O caso mais estremo conhecido é o da ponte Tacoma Narrows nos Estados Unidos, também conhecida como Galloping Gertie. A ponte, inaugurada em 1940, “balouçava” ao sabor do vento e acabou por cair 4 meses depois de ter sido inaugurada.

Hyung-Jo Jung e Seung-Woo Lee, investigadores da Korea Advanced Institute of Science and Technology e autores do artigo, estudaram os efeitos do galope de esteira, um fenómeno de instabilidade aerodinâmica que ocorre quando dois cilindros são colocados em sequência, paralelos à direcção do vento. Esta situação é muito comum em pontes suspensas (como por exemplo a Ponte 25 de Abril) e em postes de alta tensão.

Quando o vento passa pelo primeiro cilindro cria uma turbulência atrás de si, uma espécie de remoinho de ar. Este remoinho provoca uma baixa pressão sobre o segundo cilindro, fazendo-o subir. No entanto o peso do segundo cilindro acaba por contrariar a acção da variação da pressão e o cilindro desce. Este ciclo de subir-descer do segundo cilindro toma o nome de “galope de esteira” e repete-se a um ritmo (frequência) constante.

A figura seguinte apresenta um esquema do fenómeno “galope de esteira”. Cada círculo representa um cilindro.

Para cilindros com o mesmo diâmetro o fenómeno de “galope de esteira” é mais prenunciado quando a distância entre os dois cilindros é entre 4 e 6 diâmetros, deixando de existir para uma distância superior a 7 diâmetros. Por exemplo, para dois cabos (cilindros) com um diâmetro de 2,0 cm o fenómeno de “galope de esteira” é mais prenunciado quando a distância entre os dois cilindros é entre 8 e 10 cm, deixando de existir para uma distância superior a 14 cm.

O que torna o fenómeno de “galope de esteira” o melhor candidato para a produção de energia eléctrica é o facto de acontecer apenas a partir de uma velocidade facilmente determinada, chamada “velocidade de disparo” e a amplitude do movimento do cabo aumentar de forma constante, não parecendo exceder 3 diâmetros. Ou seja a amplitude do movimento vertical de um cilindro com um diâmetro de 2,0 cm não excede os 6 cm.

Para Jung e Lee estes dois factores permitem construir um pequeno mecanismo fiável de produção de energia eléctrica, baseado na Lei de indução de magnética de Faraday. O cilindro com um movimento vertical é ligado um íman, que se move, solidário com o cilindro, no interior de uma bobina (um enrolamento de fio de cobre). O movimento do íman no interior da bobina gera corrente eléctrica na bobina.

A figura seguinte apresenta um esquema simplificado do sistema proposto por Jung e Lee. O cilindro que “sofre” o movimento é chamado cilindro gerador (Crédito: New Scientist.

O sistema proposto por Jung e Lee funciona para ventos com velocidades entre 2,5 m/s e 4,5 m/s, classificados como aragem ou pequena brisa na escala (de ventos) de Beauford. Este sistema gera uma potência eléctrica entre 50 e 370 mW, que não é (nem de longe) suficiente para acender uma lâmpada. Mas permite manter um pequeno sensor, como os que são utilizados para verificar a estabilidade de pontes e de outras estruturas.

A figura seguinte apresenta o modelo construído por Jung e Lee. O modelo é constituído por duas hastes (cilindros) de perspex com 85 cm de comprimento e 5 cm de diâmetro. A haste que se move verticalmente (cilindro gerador) está ligada a um íman, que se pode mover verticalmente dentro de uma bobina.

Jung e Lee consideram que a associação de vários destes pequenos geradores poderá permitir manter o sistema de luz de presença de uma ponte.



Notas:

(1) O artigo de Jung e Lee pode ser encontrado aqui.

(2) Jung e Lee consideram que é possível aumentar a potência eléctrica gerada pelo “galope de esteira”, nomeadamente aumentando o número de espiras da bobina.

(3) No “galope de esteira” a amplitude do movimento do segundo cilindro depende das propriedades estruturais do material utilizado (incluindo o diâmetro), da direcção do vento em relação aos dois cilindros e finalmente da sua velocidade.

Parabens Les Paul!

A Google comemora o 96º aniversário de Les Paul, músico norte-americano, inventor da guitarra eléctrica. O logótipo da Google representa uma guitarra com 10 cordas que tocam quando “dedilhadas” com o rato. Cada corda tem um som específico, podendo ser feitas melodias. Em alguns países (mas não em Portugal) é possível gravar as melodias criadas utilizando a “guitarra” da Google, bastando clicar no botão em baixo, à direita.

Les Paul nasceu Lester William Polsfuss, em 1915. Aos 13 anos já era um artista semi-profissional de música country, tocando guitarra e harmónica ao mesmo tempo. Foi por esta altura que teve a ideia de construir uma guitarra em que fosse possível controlar o volume de som.

A figura seguinte é uma fotografia da Les Paul em 1947 (Crédito: William P. Gottlieb).


Em 1941 Les Paul tocou pela primeira vez uma guitarra eléctrica num concerto. Esta guitarra, que emitia sons sem distorção, era o produto final de muito trabalho de pesquisa, tentativa e erro.

O instrumento era feito a partir de um bloco sólido de pinho e não apresentava caixa de ressonância, o que permitia prolongar o som de uma corda trinada por mais tempo (a caixa de ressonância, embora dando mais volume ao som, leva a uma maior dissipação da energia de vibração da corda, diminuindo a duração do som).

Les Paul apresentou a sua guitarra eléctrica à empresa Gibson, construtora de guitarras e outros instrumentos de cordas percutidas. Mas os responsáveis na época consideraram-na um mau investimento, por requerer a utilização de um amplificador (dois instrumentos em vez deum). Descreveram a guitarra de Les Paul como “uma vassoura com pickups”.

Só no início da década de 1950, ao ver o sucesso comercial feito pela rival Fender com a sua nova guitarra eléctrica, a Gibson aceitou produzir a guitarra de Les Paul. A guitarra desenvolvida por Les Paul, comercializada pela Gibson começou a ser vendida em 1952 e foi um sucesso. Quando o Rock and Roll apareceu a guitarra eléctrica tornou-se o seu representante.

Mas Les Paul não é só conhecido pela invenção da guitarra eléctrica. Foi um músico e compositor talentoso, tanto de Jazz como de música Country, tendo desenvolvido técnicas ainda hoje utilizadas por guitarristas. Les Paul foi também produtor dos seus discos. Introduziu várias técnicas inovadoras como o “overdubbing” (gravação de um trecho musical numa fita sobre gravações prévias de outros trechos musicais para “reforçar” o volume de som) e participou no desenvolvimento do gravador de faixas múltiplas.

Les Paul manteve-se activo até quase à sua morte, em 2009. A fotografia seguinte foi tirada num concerto no Iridium Jazz Club em Nova York, em Outubro de 2008. (Crédito: Thomas Faivre-Duboz/Wikipedia).

Este artigo (em inglês) apresenta mais informação sobre Les Paul.

Imagens da NASA do vulcão Puyehue

A fotografia seguinte foi tirada pelo satélite Terra, da NASA e mostra a nuvem de cinzas do vulcão Puyehue-Cordón, situado no Parque Nacional Puyehue (nos Andes) no Sul do Chile (Crédito: NASA Goddard/MODIS Rapid Response Team). Este vulcão entrou em erupção a 4 de Junho de 2011, e levou a deslocação de pelo menos 3 500 pessoas. Segundo a CNN International a nuvem de cinzas atingiu até seis milhas de altitude (cerca de 10 000 metros).

O satélite Terra sobrevoou o vulcão a 6 de Junho às 14:25 UTC (15:25 em Portugal Continental). Na imagem é visível a grande nuvem de cinzas que se estende primeiro para nordeste, depois “vira” para o sudeste estendendo-se sobre o Oceano Atlântico. O vulcão (não tanto visível) encontra-se no centro esquerda da imagem. A imagem foi captada com a ajuda do instrumento Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS).

A figura seguinte foi tirada pelo satélite GOES-13 a 6 de Junho às 14:45 UTC (15:45 em Portugal Continental), sendo também visível a nuvem de cinzas. A seta assinala a localização do vulcão Puyehue (Crédito NASA/NOAA GOES Project, Dennis Chesters).

Nota: Adaptado a partir daqui. A fotografia tirada pelo satélite Terra pode ser visto aqui.

A tabela Periódica tem dois novos elementos

Depois de três anos de deliberação a Joint Working Party on Discovery of Elements, uma comissão constituída por elementos da IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) e da IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics), reconheceu oficialmente a existência de dois novos elementos químicos super-pesados, os elementos 114 (ununquádio) e 116 (ununhexio). De fora ficaram, por ora os elementos 113 (ununtrio) e 118 (ununóctio).

Os elementos agora “acolhidos” duram menos de um segundo antes de decair. O núcleo do elemento 116 dura alguns milisegundos antes de decaírem libertando uma partícula alfa (constituída por dois protões e dois neutrões) e transformando-se num núcleo de elemento 114. Por sua vez o núcleo de elemento 114 decai após meio segundo de existência, formando-se um núcleo de 112 (copernício, um elemento reconhecido em 2009).

A comunidade científica considera que a descoberta dos elementos 114 e 116 é um passo no sentido da ilha da estabilidade, constituída por elementos com núcleos com 120 a 126 protões que se prevê serem mais estáveis, e portanto durarem mais tempos (até anos e décadas) antes de decaírem.

Ainda não se conhece muito sobre as propriedades físicas e químicas dos elementos 114 e 116, não só porque duram tão pouco tempo, mas também porque foram produzidos em diminutas quantidades (apenas alguns átomos).

Por enquanto os elementos 114 e 116 vão manter o nome temporário, dado de acordo com as regras da IUPAC, que no latim original quer dizer, respectivamente “cento e catorze” e “cento e dezasseis”. Mas agora que foram reconhecidos oficialmente estes elementos podem receber um nome próprio, como aconteceu com o elemento 112 que recebeu oficialmente o nome de copernício em 2009. A IUPAC vai aceitar sugestões para o nome dos elementos 114 e 116 das equipas que sintetizaram e identificaram estes elementos.

Nota: O elemento 116 é produzido pelo bombardeamento de átomos de cúrio (que tem 96 protões) com núcleos de átomos de cálcio (que tem 20 protões). O elemento 114 é produzido pelo bombardeamento de átomos de plutónio (que tem 94 protões) também com núcleos de átomos de cálcio. É ainda possível obter o elemento 114 por decaimento do elemento 116.

Este texto foi adaptado do artigo original da revista New Scientist. A figura foi adaptada.

O artigo da IUPAC relativo aos elementos 113, 114, 116 e 118 encontra-se aqui.

Para saber um pouco mais sobre elementos super-pesados e sobre a ilha da estabilidade ler aqui.

Hoje é dia dos pequeninos!

A Google (também) comemora o dia da Criança.