Dez mil tenebrosos companheiros

O dia 18 de Junho de 2013 ficará na história como o dia em que foi descoberto o NEO número 10.000, um asteroide chamado 2013 MZ5 (NEO significa “Near Earth Objects” ou Objectos Próximos da Terra). O 2013 MZ5 tem uns respeitosos 300 metros de comprimento, suficiente para provocar grandes estragos a nível local caso colidisse com a Terra, mas a sua órbita não se vai cruzar tão brevemente com a do nosso planeta. A descoberta foi feita pelo telescópio Pan-STARR-1, situado na ilha Maui, no Havai.

 

AS duas fotografias do asteroide 2013 MZ5 foram feitas pelo telescópio Pan-STARR-1. O asteroide é o único ponto luminoso a mover-se contra o fundo “estático” de estrelas (Crédito: PS-1/UH).

Os NEOs, são asteroides ou cometas cujas órbitas se aproximam da órbita da Terra, podendo haver a possibilidade de colisão entre estes astros e o nosso planeta. “O primeiro NEO foi descoberto em 1898” refere Don Yomans, responsável pelo grupo de estudo de NEOs do Jet Propulsion Laboratory, em Pasadena, Califórnia, nos Estados Unidos. “Mas nos 100 anos seguintes apenas foram descobertos cerca 500 NEO”.

O estudo dos NEOs permite aumentar o nosso conhecimento sobre o sistema solar e a sua formação. Existe ainda a possibilidade de ser possível a exploração comercial destes astros (minerais e material orgânico). Mas a razão mais importante para o estudo dos NEOs é a possibilidade de estes colidirem com a Terra e as consequências dessa colisão.

Na verdade todos os dias a Terra é bombardeada por toneladas de detritos, pequenos suficiente para serem destruídos ao entrarem na atmosfera terrestre. O asteroide que a 15 de Fevereiro de 2013 atingiu a região de Chelyabinsk, na Rússia tinha entre 15 e 17 metros, e foi reduzido a pedaços mais pequenos ao entrar na atmosfera. Pensa-se que existem pelo menos 1 milhão de NEOs com esta dimensão, que colidem com a Terra a uma média de uma vez por cada 100 anos.

Para precaver possíveis colisões futuras de asteroides, no final do século XX o senado norte-americano requereu à NASA a criação de um programa para descobrir e monitorizar os NEOs. Desde então outros países seguiram o exemplo dos Estados Unidos. Dos 10.005 NEOs já descobertos até 22 de Junho, 861 têm mais de 1 km de comprimento. O programa também descobriu cerca de 30% dos 15.000 NEOs com perto de 140 metros que se pensa existirem.

 

Os dois gráficos anteriores apresentam informação relativa aos NEOs conhecidos actualmente. O gráfico à esquerda indica o número (acumulado) de NEOs descobertos entre Janeiro de 1980 e Março de 2013, enquanto o gráfico à direita apresenta a classificação dos NEOs conhecidos de acordo com o seu tamanho (Crédito: Alain B. Chamberlin/JPL).

O telescópio Pan-STARR-1 é um dos meios utilizados para identificar e localizar NEOs e tem sido muito bem sucedido na sua tarefa. Possui a maior câmara digital do mundo, com 1.400 megapixéis (as melhores máquinas fotográficas têm apenas 18 megapixéis) capaz de cobrir uma área 40 vezes maior que a área da lua cheia. Como comparação as máquinas fotográficas comuns, disponíveis actualmente no mercado, têm apenas poucas dezenas de megapixéis.

Cada noite o Pan-STARR-1 consegue tirar até 500 fotografias que são comparadas via computador de forma a detectar astros em movimento no céu nocturno ou astros cujo brilho varia de noite para noite. A análise destas fotografias permite ainda determinar a órbita do astro e, o mais importante, se o astro está ou não em rota de colisão com a Terra.

Segundo o website do Programa de Near Earth Objects, a cada 10.000 anos a Terra é atingida por pelo menos um asteroide com perto de 100 metros de comprimento, capaz de provocar uma catástrofe a nível local. Mais raros, os asteroides com pelo menos 1,5 km incêndios de larga escala, chuvas ácidas e bloqueio da luz do Sol.

Actualmente são descobertos perto de 1.000 NEOs por ano. “Os novos sistemas têm-nos permitido saber cada vez mais sobre a localização actual e futura dos NEOs no sistema solar”, indica Don Yeomans. O objectivo da NASA é encontrar e catalogar até 90% dos NEOs com pelo menos 140 metros de comprimento. Quando tal acontecer a NASA espera que o risco de colisão de um NEO desconhecido com a Terra seja inferior a um porcento. Ao ter conhecimento prévio de comprimento podem provocar uma catástrofe a nível global, com da possibilidade de uma colisão, a Humanidade pode preparar-se para este acontecimento e até, possivelmente, evita-lo.
 

A figura seguinte apresenta o registo fotográfico mais completo do asteroide 2013 MZ5 feito pelo telescópio Pan-STARR-1. O asteroide é o único ponto luminoso a mover-se contra o fundo “estático” de estrelas (Crédito: PS-1/UH).

Março, o mês do cometa C/2011 L4 PANSTARRS

(adaptado a partir do original)

 

Os habitantes do hemisfério norte terão neste mês de Março uma companhia especial e única no céu nocturno, o comenta C/2011 L4 PANSTARRS. Segundo astrónomos da Royal Astronomical Society este cometa será visível neste hemisfério a partir de 8 de Março, inicialmente apenas com a ajuda de binóculos e telescópios. Embora se espere que o cometa atinja o periélio (o ponto da órbita mais próximo do Sol) a 10 de Março ele apenas será detectado a olho nu a partir da segunda semana de Março.

 

A figura inicial é uma fotografia do cometa C/2011 L4 PANSTARRS pelo astrónomo australiano Terry Lovejoy (crédito: Terry Lovejoy - adap). Este cometa foi descoberto em Junho de 2011 por um grupo de astrónomos operando o sistema de telescópios PanSTARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) situado no Havai. A medida que o cometa se aproxima do periélio o seu brilho aumenta e forma-se uma cabeleira e uma ou mais caudas, porque o aquecimento deste astro gelado provoca a sublimação e libertação de gases. Este facto torna o cometa visível no céu nocturno.

 

Actualmente o cometa C/2011 L4 PANSTARRS já é visível no hemisfério Sul, com uma magnitude semelhante à das estrelas mais brilhantes da constelação Ursa Maior. Existe assim a esperança deste cometa poder ser visível mesmo em cidades, apesar da poluição luminosa. Mas para os grandes amantes de astronomia e da observação do céu nocturno é recomendável rumar até zonas mais campestres, com menos luz.

 

 

Pensa-se que o cometa C/2011 L4 PANSTARRS  teve origem na nuvem de Oort, um conjunto milhões de pequenos astros feitos de gelo que rodeiam o sistema solar situado num espaço entre 5.000 e 100.000 UA do Sol (UA = 1 unidade solar ou distância média da Terra ao Sol). Por vezes a órbita de um dos astros gelados da nuvem de Oort é perturbada pela passagem próxima de uma estrela ou pela acção de forças relacionadas com o movimento da Via Láctea, levando á sua saída da nuvem de Oort e aproximação do sistema solar interior, seguindo órbitas muito alongadas com um período (tempo que o cometa demora a completar uma órbita) muito grande, de vários milhares de anos.

 

A figura seguinte mostra a posição esperada do cometa C/2011 L4 PANSTARRS no céu nocturno durante o mês de Março (crédito: Alan Fitzsimmons utilizando The Sky (c) Software Bisque 2010).

 

 

 

 

A partir de 12 de Março, de acordo com astrónomos do Royal Astronomical Society, o cometa estará suficientemente longe do Sol para ser mais fácil de localizar após o pôr-do-sol, apesar de situar muito perto do horizonte. 12 e 13 de Março são considerados bons dias para observar o cometa a olho nu: aparecerá como uma linha difusa, perto da Lua crescente. Depois, ao longo de Março, à medida que o cometa se afasta do Sol, o seu brilho irá diminuindo, uma situação agravada pelo facto de a Lua crescente tornar as noites cada vez menos escuras. A figura seguinte mostra a posição do cometa em relação à lua e ao pôr-do-sol (sunset) nos dias 12, 16, 20 e 24 de Março (crédito: NASA).

 

 

Eventualmente, à medida que se vai afastando do Sol, o cometa tornar-se-á de novo “invisível” no céu nocturno. Em Abril o cometa C/2011 L4 PANSTARRS só será visível através de telescópios. Entre 2 e 3 de Abril o cometa vai passar muito próximo da galáxia Andrómeda. Em meados de Abril o cometa tornar-se-á circumpolar no hemisfério norte (será visível durante toda a noite) e em finais de Abril passará pela constelação Cassiopeia (mesmo na zona do “W”).

 

 “Os cometas brilhantes são um acontecimento raro e geralmente não sabemos quando virá o próximo [cometa]” avisa  Mark Bailey, Director do Observatório de Armagh na Irlanda do Norte, Reino Unido.”Quer seja um astrónomo amador com experiência ou apenas esteja interessado, o cometa C/2011 L4 PANSTRARRS merece bem uma 'olhadela'”.

 

Alan Fitzsimmons, da Queen´s University em Belfast, Irlanda do Norte e um dos líderes do projecto PanSTARRS concorda: “embora tenhamos descoberto muitos cometas como telescópio [PanSTARRS], o cometa C/2011 L4 PANSTARRS é até agora o único passível de ser visível a olho nu. Os cometas bodem ser muito belos e esta razão é suficiente para se fazer um esforço para os observar.”

 

 

Fontes:

• Royal Astronomical Society;
• Joe Rao, Bright New Comet Promises Skywatching Treat in 2013  – Space.com.

Parabéns a Nicolau Copérnico

A Google comemora o 540º aniversário do astrónomo polaco Nicolau Copérnico (1473-1543) , o primeiro astrónomo católico a defender publicamente que a Terra não é o centro do Universo e que é o Sol, não a Terra, que se situa no centro do Sistema Solar.

 

O logotipo da Google apresenta o Sistema Solar conforme defendido por Copérnico. O Sol situa-se no centro e à sua volta movem-se em órbitas circulares os cinco planetas conhecidos na época de Copérnico, por ordem decrescente de proximidade ao Sol: Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno. Também se encontra representada a Lua, orbitando a Terra.

 

Na época em que Copérnico apresentou o seu modelo não eram ainda conhecidos os planetas Úrano e Neptuno. Também não eram conhecidas as Luas de Júpiter e os aneis de Saturno (ambas descobertas de Galileu Galilei (1564-1642) ao utilizar o telescópio mais de meio século depois). Mais tarde foi também confirmado pelo astrónomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) que as órbitas dos planetas em torno do Sol não são círculos perfeitos (como foi defendido por Copérnico), mas sim elípses.

Quase passava despercebido…

Quem amanhã à noite olhar para a noite estrelada não o irá ver a menos que tenha binóculos ou um telescópio e saiba onde procurar. Mas durante 33 horas o asteroide 2012 DA14 irá percorrer um percurso entre a Terra e a Lua, por entre satélites de comunicação e satélites de GPS. Este é um acontecimento raro, que os astrónomos pensam acontecer uma vez em cada 40 anos e que já está a ser cuidadosamente seguido por telescópios de toda a Terra.

 

O asteroide 2012 DA14 foi descoberto por astrónomos do Observatório de LaSagra, no sul de Espanha, quando se encontrava a quase 4,5 milhões de quilómetros da Terra, mais de 10 vezes a distância média da Terra à Lua. A figura em baixo apresenta as primeiras fotografias do asteroide tiradas pelo observatório de LaSagra.

 

 

 

Após a sua descoberta o 2012 DA14 foi imediatamente classificado como Objecto Próximo da Terra (Near-Earth Object ou NEO, em Inglês), um asteroide ou cometa cuja órbita está muito próxima da órbita da Terra, podendo passar muito próximo (astronomicamente falando) do nosso planeta. A 1 de Junho de 2012 estavam identificados 8918 NEO’s. Mas a NASA considera que poderão existir muitos mais, entre os quais 500 000 com dimensões próximas do 2012 DA14.

 

Os astrónomos estimam que o 2012 DA14 tem um comprimento próximo de 45 m (cerca de metade de um campo de futebol) e pertence ao grupo Apolo, o grupo de NEO’s com uma órbita muito, muito próxima da Terra, a cerca de uma unidade astronómica do Sol. A órbita atual deste asteroide tem um período (tempo que demora a dar uma volta completa em torno do Sol) de 368 dias, mais 3 dias que o da Terra.

 

Como a órbita do asteroide é ligeiramente inclinada em relação à órbita da Terra existem dois pontos de “cruzamento” entre ambas. No dia 15 de Fevereiro, às 19.40 (GMT), o cruzamento das órbitas da Terra e do 2012 DA14 vai colocar estre dois astros a cerca de 27 700 km de distância, cerca de 1/13 avos da distância média da Terra à Lua e pouco mais de duas vezes o diâmetro da Terra.

 

 

A NASA indica que o 2012 DA14 será visível na Ásia, na África e na Europa. No entanto o seu pequeno tamanho e a sua elevada velocidade vão dificultar a tarefa para quem o pretenda observar. A magnitude máxima do 2012 DA14 (correspondente ao momento em que o asteroide passa pelo ponto mais próximo da Terra) não será menor que 7,4 (em astronomia, quanto maior a magnitude de um astro, menos brilhante ele é), tornando-o invisível a olho nu. Embora seja possível observar o 2012 DA14 utilizando binóculos ou um telescópio, este asteroide tem uma velocidade de 7,8 quilómetros por segundo, correspondente a percorrer a distância do diâmetro de Lua por cada 40 segundos.

 

O 2012 DA14 vai passar por entre os satélites de telecomunicações e de meteorologia e os satélites geossíncronos (que orbitam a Terra com uma órbita que demora um dia a completar, ou seja move-se “em sintonia com a rotação da Terra, situados a 35 800 km da Terra), utilizados, por exemplo, para localização via sistema GPS. Mas os astrónomos consideram que é muito pouco provável que este asteroide colida com algum satélite por causa da sua trajectória Sul-Norte.

 

 

A passagem tão próxima da Terra vai alterar a trajectória do 2012 DA14. O asteroide passará a ter uma órbita mais próxima do Sol, com um período de apenas 317 dias. Esta mudança vai colocar o 2012 DA14 num novo grupo de NEO’s, o grupo Atenas, constituído por asteroides que, embora tendo uma órbita mais próxima do Sol, ainda podem cruzar a órbita da Terra.

 

Desde que a NASA iniciou o programa de localização de asteroides na década de 1990, o 2012 DA14 é o primeiro asteroide do seu tamanho a passar tão próximo da Terra. De acordo com os cálculos feitos por astrónomos o asteroide não passará a menos de 27 650 km da superfície terrestre. Estes cálculos colocam de parte qualquer hipótese de colisão do 2012 DA14 com a Terra.

 

Caso o asteroide atingisse o nosso planeta a sua acção seria local, muito semelhante ao que aconteceu no “Evento Tuguska” em 1908, quando um meteorito um pouco mais pequeno que o 2012 DA14 atingiu a Terra perto do rio Podkamennaya Tunguska, na Sibéria, Rússia, destruindo uma área de floresta de cerca de 1200 km2. Mas este é um acontecimento raro: os astrónomos pensa que uma colisão de um asteroide com as dimensões do 2012 DA14 ocorre uma vez em cada 1200 anos.

 

A NASA pretende estudar extensamente o 2012 DA14 e conhecer mais sobre a sua composição, a sua estrutura, a sua rotação e a sua superfície, recorrendo ao Goldstone Solar System Radar situado deserto Mojave, na Califórnia, EUA. Nos próximos dias, enquanto for possível, vários observatórios astronómicos espalhados pela Terra irão também acompanhar e estudar o asteroide, recolhendo o máximo de informação possível. É que a próxima passagem do 2012 DA14 pela Terra apenas vai acontecer a 15 de Fevereiro de 2046, quando o asteroide passar a 1 milhão de km do nosso planeta (perto de 2,5 vezes a distância da Terra à Lua).

 

A figura em baixo representa a trajectória do 2012 DA14, como se espera ser vista no céu nocturno, na Holanda (Crédito: projectpluto/ESA).

 

 

 

 

 

Notas:

(1) O Observatório Astronómico de Lisboa vai realizar um evento especial dedicado ao asteróide 2012 DA14, a decorrer no dia 15 de Fevereiro, com início pelas 21h00m. Mais pormenores sobre este evento aqui.

(2) Em 2029 é esperado um outro “encontro” de um asteroide com a Terra. 99942 Apophis tem 270 m (seis vezes o tamanho previsto de 2012 DA14) e irá passar a cerca de 36 000 kms da superfície terrestre. Mas não se espera que colida com o nosso planeta (o que é muito importante, visto que as consequências seriam muito mais graves).

Algumas informações sobre o asteroide 2012 DA14

Fonte: http://www.space.com/19669-asteroid-2012-da14-earth-flyby-explained-infographic.html

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 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.

Poderá a estrela Gliese 581 ter planetas habitáveis?

Um estudo apresentado por um grupo de investigadores na revista Astronomy & Astrophysics revela que a força das mares criada pela interacção entre um planeta extra-solar e a sua estrela pode tornar a vida nesse planeta insustentável, mesmo que o planeta se situe na zona habitável. Tudo depende do tamanho da estrela e da localização da zona habitável.

A figura seguinte mostra os quatro planetas mais interiores do sistema estelar de Gliese 581, com maior destaque para Gliese 581g (Crédito: Lynette Cook/NASA).

Num sistema estelar a zona habitável é uma faixa circular em torno de uma estrela, em que é possível existir água no estão líquido. Para muitos investigadores o desenvolvimento de vida num planeta só é possível se esse planeta tiver água no estado líquido (ou seja, se estiver na zona habitável).

O estudo foca-se no sistema planetário de Gliese 581, uma estrela anã vermelha com um terço da massa do Sol, situada na constelação de Libra (Balança). Até agora são conhecidos seis planetas extra-solares que orbitam Gliese 581, identificados como Gliese 581b a Gliese 581g. A figura seguinte apresenta uma resumo sobre o Sistema Estelar de Gliese 581.


Gliese 581d e Gliese 581g, dois dos planetas que orbitam a estrela Gliese 581, situam-se na zona habitável. Estes planetas eram considerados até agora fortes candidatos a conter vida. Mas os resultados do estudo, baseados na aplicação de modelos matemáticos, parecem indiciar que o efeito da força de maré gerada pela acção estrela Gliese 581 sobre estes planetas os torna inabitáveis.

Todas as estrelas exercem uma força gravitacional sobre os planetas que as orbitam. A acção desta força sobre um planeta gera neste uma força de maré, cujo efeito é tanto maior quanto mais perto um planeta se encontra.

Segundo o estudo apresentado pela Astronomy & Astrophysics, a força de maré a proximidade da estrela Gliese 581 aos dois planetas da zona habitável, Gliese 581d e Gliese 581g, gera uma força de maré de efeitos mortais.

A figura seguinte faz uma comparação entre o Sistema Planetário de Gliese 581 (em cima) e o Sistema Solar (em baixo). Todos os planetas conhecidos que orbitam em torno da estrela Gliese 581 situam-se a uma distância dessa estrela bem inferior à distância da Terra ao Sol (Crédito: National Science Foundation/Zina Deretsky).

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Uma das consequências da acção das forças de maré sobre exercida sobre Gliese 581d e Gliese 581g é que em sensivelmente 1 milhão de anos (um piscar de olhos em termos astronómicos) o eixo de rotação do planeta torna-se perpendicular à sua trajectória. A figura seguinte compara a inclinação do eixo de rotação (inclinação axial) de Mercúrio e da Terra, planetas do sistema solar.

Um planeta com um eixo de rotação perpendicular à sua trajectória não apresenta estações do ano. As temperaturas nos pólos são muito mais baixas e as temperaturas nos pólos são muito mais altas do que se o eixo de rotação fosse “inclinado”. A grande diferença de temperatura entre pólos e equador gera fortes ventos e grandes tempestades.

A força da maré também pode promover a sincronização entre o período de rotação e o período de translação. Ou seja o dia e o ano passam a ter a mesma duração. Isto já acontece na Lua: da superfície da Terra vemos sempre a mesma face da Lua, independentemente do dia do ano. Quando tal acontece apenas metade do planeta recebe luz directa da estrela. Em metade do planeta é sempre de dia (e as temperaturas são sempre muito altas) e na outra metade é sempre de noite (e as temperaturas são sempre muito baixas).

A acção da força da maré nos planetas Gliese 581d e Gliese 581g pode manifestar-se de uma terceira forma, porque a estrela Gliese 581 possui um planeta com uma órbita bem mais exterior. O planeta mais afastado desta estrela chama-se Gliese 581f.

A força da maré gerada pela estrela Gliese 581 deforma os planetas, tornando-os mais alongados. É possível que o planeta Gliese 581f contribua para que a deformação, e, como tal, a forma dos planetas mais interiores varie com o tempo.

A variação da forma dos planetas Gliese 581d e Gliese 581g provoca uma forte fricção entre as rochas que compõem a crosta. Esta fricção gera calor interno, no interior do planeta, chamado tidal heating (que em português pode ser traduzido como “aquecimento de maré”).O tidal heating pode gerar uma forte actividade vulcânica.

Notas:

(1) A força da maré não resulta apenas da força gravitacional exercida por uma estrela sobre o planeta que o orbita. Na verdade a expressão força de maré toma o seu nome do fenómeno das marés, que é provocado pela força das marés que resulta da interacção da Terra com a Lua. Neste caso a força de marés resulta da acção da força gravitacional da Lua sobre a Terra.

(2) O caso mais conhecido de tidal heating é Io, uma lua (satélite natural) de Júpiter. A deformação variável de Io é promovida por Europa, outra lua de Júpiter. A orbita de Io está em ressonância com a órbita de Europa (por cada “volta” de Europa em torno de Júpiter, Io faz duas “voltas”) e por isso tem uma forte actividade vulcânica.

Na figura em cima pode-se ver duas imagens de Io, a infravermelho (à esquerda) mostrando os locais com vulcões activos (pontos vermelhos no fundo azul) e a luz visível (à direita) mostrando um géiser (no centro à esquerda).Crédito:NASA.

Este site fornece informações sobre a actividade vulcânica em Io e este site (em inglês) explica o fenómeno de tidal heating.

A não perder: Super Lua no sábado!

Este sábado vai acontecer um fenómeno astronómico pouco comum, que resulta de uma agradável coincidência. A fase de Lua Nova vai coincidir com o perigeu lunar, a distância mínima entre Terra e Lua. É uma “Super Lua Cheia”.

A figura seguinte foi adaptada do original em inglês, que pode ser encontrado aqui.

Têm aparecido propostas de que as super luas trazem consigo catástrofes. Têm sido responsabilizadas por tempestades, a entrada de vulcões em erupção e, claro, de terramotos (incluindo o último, a 11 de Março, na costa do Japão). Mas estas hipóteses não são teorias (científicas) porque não foram confirmadas.

É verdade que a Lua tem uma grande (e importante) influência sobre a Terra. As marés seguem os caprichos da Lua, porque a massa da Lua exerce uma força sobre as águas dos oceanos. As figuras seguintes foram tiradas num porto em New Brunswick, Canada, durante a maré alta (à esquerda) e durante a maré baixa (à direita).

Segundo este artigo da Ciência Hoje a Super Lua vai provocar o aumento em 5% da força gravitacional entre a Lua e a Terra. Mas embora a Lua também exerça força sobre as placas tectónicas e sobre o magma em que as placas “flutuam”, este aumento não é suficiente para gerar tempestades ou terramotos.

Na noite de sábado poderemos dormir descansados!

Nota: Este site do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto apresenta informações sobre a Super Lua de sábado de uma forma simples e clara.

(Crédito: NASA)

Tsunami: pequeno resumo!

Um tsunami (maremoto) é provocado por um terramoto que ocorre no fundo do Oceano. A superfície da Terra é constituída por grandes placas de rocha, que se movem sobre um manto de rocha líquida. A figura seguinte apresenta as placas tectónicas existentes na Terra (Crédito: Wikipedia).

Quando duas placas se encontram e chocam entre si, a placa mais densa passa a mergulhar sobre a placa menos densa, num movimento muito lento para nos apercebemos dele (Crédito: Wikipedia).

As placas movem-se com uma velocidade tão baixa porque à medida que as duas placas roçam uma na outra são geradas forças de atrito entre elas, o que correspondem ao acumular de (muita) energia entre as placas. Esta situação pode manter-se por muito tempo (Crédito: Wikipedia).

A tensão gerada pelas forças de atrito actua sobre as duas placas em contacto como uma força sobre uma mola, até ao seu limite. De repente, atingido o limite, as duas placas “libertam-se”, a placa mais densa passa a mover-se para baixo com maior velocidade e a placa menos densa sobe (bastante). Tudo isto ocorre em poucos minutos.

Quando acontece no fundo do Oceano, o movimento repentino das duas placas cria um movimento de uma grande quantidade (volume) de água por cima da zona afectada, e está criado o tsunami (Crédito: Wikipedia).

Em geral, quanto mais tempo se for “acumulando energia entre as placas” maior o seu movimento quando se “libertam”, logo maior o volume de água, pior o tsunami. A energia “libertada” num terramoto propaga-se em todas as direcções sob a forma de ondas sísmicas.

As ondas de um tsunami propagam-se (movimentam-se) com uma velocidade muito superior à das ondas normais, que apenas movidas (impulsionadas) pelo vento. Isto acontece porque num tsunami a velocidade das ondas depende da profundidade da água. Quanto maior a profundidade maior a velocidade da onda.

Numa zona do Oceano com 5 000 m de profundidade a velocidade uma onda de tsunami pode atingir os 220 metros por segundo (m/s). Mas a profundidade de um oceano diminui rapidamente á medida que atinge o limite da placa continental (zona do oceano de baixa profundidade situada ao longo da costa). Em zonas do Oceano com 500 m de profundidade a velocidade uma onda de tsunami pode atingir os 70 m/s (Crédito: Wikipedia).

A medida que uma onda de tsunami se aproxima da costa a sua velocidade diminui. A parte da frente da onda move-se mais lentamente do que a parte de trás. Isto provoca o acumular de água na onda, e o aumento da altura da onda à medida que se aproxima da costa. As ondas geradas por tsunamis podem atingir 10 a 20 m de altura quando atingem a costa.

A onda de tsunami atinge a cidade de Iwanuma, Japão, a 11 de Março (Crédito fotográfico: NY Daily News).

Embora à medida que a onda atinge a costa o seu comprimento (chamado comprimento de onda) diminua, é ainda assim suficientemente grande para que o nível do mar se mantenha elevado durante longos períodos de tempo. Desta forma as ondas do tsunami podem atingir zonas interiores muito afastadas da costa (mais de 5,0 quilómetros (km) para o interior, como aconteceu no terramoto do Japão, a 11 de Março).

Figura de um barco arrastado pelo tsunami que ocorreu no Japão a11 de Março (Kesennuma, Japão) (Crédito fotográfico: NY Daily News).

Adaptado de uma entrevista com o geólogo Greg Valentine para a revista Scientific American.

Notas:

(1) Um terramoto também pode ser provocado pelo deslizamento horizontal entre duas placas (chamada falha deslizante). Neste caso não existe uma subida repentina de uma das placas e a probabilidade de se formar um tsunami é muito menor. A figura seguinte é de uma falha deslizante (Crédito: K. A. Lemke/uwsp.edu)

(2) A placa por debaixo do Oceano Pacífico está permanentemente a mergulhar para baixo do da placa asiática, onde se encontra o Japão. A zona superior da placa do Oceano Pacífico (com uma altura de 50-100 km) está a mover-se para o noroeste, a uma velocidade de alguns centímetros por ano. Como a placa asiática é menos densa e mais leve quando as duas placas se encontram, a placa do Oceano Pacífico desce sobre a placa asiática.

A onda de tsunami atinge a cidade de Natori, Japão, a 11 de Março (Crédito fotográfico: NY Daily News).

NOAA apresenta previsões do tsunami provocado pelo terramoto no Japão

A figura seguinte representa as previsões de investigadores da NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) para a altura máxima das ondas do tsunami provocado pelo terramoto que aconteceu no Japão a 11 de Março. Esta previsão baseia-se em dados recolhidos por bóias espalhadas pelo Oceano Pacífico.

(legenda da figura: wave height = altura da onda)

A figura seguinte mostra a profundidade do Oceano Pacífico. Uma comparação com a primeira figura permite verificar que quanto maior a profundidade do Oceano menor o tamanho das ondas.

Quando as ondas atravessam a profunda Bacia do Pacífico a sua altura diminui. Mas quando se aproximam da costa a altura das ondas volta a subir. No entanto, à medida que o tsunami atravessa o Oceano vai “perdendo” energia (transferida para o oceano e o que o rodeia). Assim, embora ao chegar às costas do Havai, da América do Sul, da América Central e da América do Norte a altura das ondas aumenta, embora não atinja os 4,0 m registados na costa do Japão.

Segundo o mapa estão previstas ondas de 30 a 70 centímetros para a Nova Zelândia, as ilhas do Pacífico Sul, o Havai e a costa oeste da América do Norte. A Europa é poupada.

A figura seguinte representa a chegada do tsunami de Sumatra à costa da Tailândia. Este tsunami resultou de um terramoto ocorrido a 6 de Abril de 2010. (Crédito fotográfico: Anders Grawin/NOAA).

(Adaptado deste artigo da Scientific American)

Nota: Este artigo foi revisto a 15 de Março de 2011.

O eixo de rotação da Terra é imune a terramotos!

O terramoto que ocorreu no Chile no dia 27 de Fevereiro foi ontem notícia outra vez. A NASA referiu que este terramoto, de magnitude 8.8 com epicentro situado na costa chilena, terá provocado um desvio de perto de 8 cm no “eixo de figura” da Terra. Segundo o geofísico Richard Gross esta alteração provocou a diminuição da duração do dia terrestre em 1,26 milionésimos de segundo.

A notícia do desvio do eixo da Terra provocada pelo terramoto no Chile foi referida pela generalidade dos jornais portugueses, e inclusive o Público apresentou a notícia na capa. Referem todos eles que os terramotos do Chile e de Sumatra (que em 2004 provocou um grande tsunami) provocaram um desvio de 8 cm e de 7 cm, respectivamente, no eixo de rotação da Terra. E que este facto foi responsável pela diminuição da duração do dia, após ambos os terramotos.

A notícia é empolgante e deve-se sempre comemorar quando notícias sobre Ciência chegam às primeiras páginas dos jornais. Mas coloca uma questão: De que forma é que a variação da posição do eixo de rotação da Terra pode “encurtar” os dias? Nenhum artigo parece esclarecer esta dúvida. E a razão principal é que o terramoto não provocou o desvio do eixo de rotação da Terra, mas sim o desvio do eixo de figura da Terra (figure axis, no artigo original da NASA).

A massa da Terra não se distribui de forma uniforme ao longo do planeta. O eixo de figura da Terra é o eixo em torno do qual se estabelece o equilíbrio da massa terrestre ou, como é referido pelo artigo da Globo, “[o] eixo em torno do qual a massa terrestre se equilibra”. Este eixo encontra-se a sensivelmente 10 metros do eixo de rotação da Terra (o eixo Norte-Sul em torno do qual a Terra estabelece o seu movimento de rotação).

Tanto o terramoto do Chile como o terramoto de Sumatra foram provocados pelo movimento súbito e brusco de uma placa tectónica por debaixo de outra. Como as placas tectónicas têm massa (são até “muito pesadas”) o seu deslocamento para o interior da Terra provoca uma alteração da distribuição de massa no planeta. E isto poderá levar ao desvio do eixo de figura da Terra.

Para compreender melhor as consequências da alteração da distribuição da massa terrestre provocada por um terramoto na duração de um dia, pode-se tomar o exemplo de uma patinadora de gelo que roda sobre si própria. Quando a patinadora roda de braços abertos a sua velocidade angular é baixa. Mas à medida que a patinadora “fecha” os braços, trazendo-os para mais perto do seu corpo, a velocidade angular da patinadora aumenta. Ela “roda mais depressa”.

Tal como a bailarina, que ao “fechar os braços” aumenta o número de rotações por minuto, também a Terra passa a ter um tempo de rotação menor (os dias ficam mais “curtos”) quando uma quantidade considerável de crosta terrestre se desloca para o interior da Terra.

O desvio do eixo de figura da Terra, não diminuiu a duração do dia. Ambos são consequência da alteração da distribuição de massa terrestre provocada pelos terramotos. O terramoto do Chile provocou um desvio de 8 cm no eixo e a diminuição da duração do dia por 1,26 milionésimos de segundo, enquanto o terramoto de Sumatra provocou um desvio de 7 cm no eixo (um pouco menor do que o do Chile) e a diminuição da duração do dia por 6,8 milionésimos de segundo (quase 6 vezes maior do que o do Chile).

Nem todos os cientistas estão de acordo quanto aos efeitos geofísicos do terramoto do Chile. Segundo o Diário de Notícias, cientistas do Centro de Pesquisa Geográfica de Potsdam (Alemanha) referem que não é ainda possível medir/calcular o desvio do eixo de figura da Terra provocado por um terramoto. E também não é possível confirmar directamente a alteração da duração do dia, porque, como é referido pela National Geographic, “actualmente, os cientistas [apenas] podem medir a duração de um dia a Terra com uma precisão de […] 20 milionésimos de segundo”.

Os melhores artigos sobre o efeito do terramoto do Chile são o da Ciência Hoje e, principalmente, o da National Geographic (em inglês).

Créditos de esquemas: (1) NASA; (2) Agence France-Presse. (ambos os esquemas foram adaptados).