Na Lua o Sol é uma fonte de água

Um estudo publicado online pela revista Nature Geoscience a 14 de Outubro, comprova que, pelo menos em parte, a origem da água que se encontra na Lua tem “origem” no vento solar. O estudo, feito por investigadores da Universidade do Tennessee e do California Institute of Technology, ambos nos Estados Unidos da América, analisa a água “presa” no rególito lunar.

A figura anterior apresenta uma fotografia de um grão de aglutinado semelhante aos aglutinados de rególito estudados pela equipa de investigadores que apresenta o artigo da Nature Geoscience. Tal como o rególito estudado, este grão foi recolhido por uma missão Apollo (Crédito: Yiang Liu).

 

O rególito é um conjunto de poeira e pedras de dimensão reduzida que resultam da erosão e acção de outros elementos (como mini- meteoritos, na Lua) sobre a rocha. Na Lua o rególito cobre toda a superfície e é constituído parcialmente por aglutinados, pequeninos aglomerados de rocha e minerais fundidos criados por impactos de mini-meteoritos. Os autores do estudo agora publicado consideram que os aglutinados (que constituem cerca de metade do rególito lunar) poderão ser a maior fonte de água para futuras colónias lunares.

 

A criação de colónias na Lua exige que sejam conhecidas e estudadas os materiais existentes neste satélite. A água é fundamental para a sobrevivência humana, pelo que é fundamental conhecer e estudar todas as possíveis fontes de água na Lua. Foram propostas várias fontes para a água da Lua, sendo as mais famosas o impacto de cometas ou de meteoritos e o vento solar. E o estudo da Nature Geoscience comprova que pelo menos parte da água da Lua tem como origem o vento solar.

 

Mas como pode o vento solar “produzir” água? O vento solar é constituído pro protões, electrões e iões. É libertado continuamente pelo Sol para o sistema solar. Mas os protões não são mais do que átomos de hidrogénio que perderam o seu electrão (o átomo de hidrogénio é o átomo mais simples, constituído apenas por um protão e por um electrão). Os protões podem assim reagir com átomos de oxigénio existentes na superfície lunar, formando iões hidroxilo (iões constituídos por um átomo de oxigénio e um átomo de hidrogénio). E para formar uma molécula de água só é preciso “juntar ao ião hidroxilo mais um protão (e dois electrões!).

O artigo da revista Nature Geoscience apresenta os resultados do estudo de rególito recolhido entre 1969 e 1972 pelas missões Apollo 11, Apollo 16 e Apollo 17. As amostras foram analisadas por duas técnicas diferentes, espectroscopia de infravermelho e espectroscopia de massa. Os resultados indicam que a água tem uma composição de isótopos de hidrogénio mais próxima da composição do Sol, do que de cometas ou meteoritos.

 

Com base nos resultados apresentados no estudo da Nature Geoscience, os autores acreditam que o vento solar poderá ser a fonte de água em outros astros do sistema solar, como Mercúrio e o asteroide Vesta.

 

 

Nota: O artigo (resumo) da revista Nature Geoscience pode ser encontrado aqui.

O protector solar da Lua

Quando a Lua é vista ao telescópio é possível ver em certas zonas umas manchas brancas onduladas, que se vão espalhando e desvanecendo. Estas manchas rodopiantes, chamadas remoinhos lunares, têm fascinado astrónomos amadores e profissionais e têm estado sem explicação. Até agora.

 

Os remoinhos lunares são áreas da superfície da Lua em que o albedo é menor (refletem mais a luz). Não são esquisitos na sua localização, existido em zonas com topografias muito diferentes, e podem estender-se por dezenas de quilómetros fazendo desenhos ondulantes sobre a superfície lunar. Mas tornam-se mais visíveis contra o fundo escuro dos mares, como prova a figura seguinte, uma fotografia de Reiner Gamma, um dos remoinhos lunares mais famosos, situado no Oceanus Procellarum (o maior dos mares lunares), perto da cratera Reiner, que lhe dá o nome. Na fotografia a cratera Reiner (com 30 km de diâmetro) situa-se em baixo à direita (Crédito: NASA).
 

 

Foram propostas várias hipóteses para a formação dos remoinhos lunares e para o seu baixo albedo. A mais importante baseia-se numa estranha coincidência: os remoinhos situam-se em zonas que apresentam uma “anomalia magnética”. Segundo esta hipótese, o campo magnético desta anomalia protegeria a zona da acção do vento solar.

 

O vento solar é libertado continuamente pelo Sol, atingindo todos os recantos do Sistema Solar. É constituído por protões, electrões e iões que se movem a grandes velocidades (em média de 400 km/s), o que o torna mortal para a Vida. A Terra, e outros planetas, produzem um campo magnético que desvia o vento solar. Mas a Lua não.

 

O vento solar é responsável pelo escurecer da superfície lunar. Segundo a hipótese favorita para a existência dos remoinhos lunares a superfície da Lua protegida pelas anomalias magnéticas não escurecia, mantendo um aspecto claro e “jovem”. O problema desta hipótese é que o campo magnético gerado pelas anomalias magnéticas é demasiado fraco para impedir a passagem do vento solar.

 

Este facto parece ter sido agora “ultrapassado” por um estudo publicado pela revista Physical Review Letters, que recria em laboratório as condições que ocorrem na Lua. Um pequeno íman é colocado sobre uma placa (que faz as vezes da superfície lunar) e são ambos submetidos à acção de vento solar “artificial”. Os resultados parecem espelhar o que acontece na Lua, de acordo com os dados recolhidos por sondas lunares.

 

As figuras seguintes mostram o que acontece à “superfície lunar” quando é sujeita à acção do vento solar no laboratório. O campo magnético é demasiado fraco para impedir ou desviar os protões e os iões. Mas os electrões seguem as linhas do campo magnético e são desviados. Isto provoca a separação entre a carga negativa (electrões) e a carga positiva (protões e iões), criando um campo eléctrico. É este campo eléctrico que desvia e repele de forma eficaz a grande maioria das partículas de carga positiva (os poucos que passam ajudam a manter o campo eléctrico).
 

 

A figura à esquerda é um esquema de como se forma e mantem um remoinho lunar. A figura à direita é o negativo de uma fotografia tirada em laboratório durante uma experiência com um íman sujeito à acção do vento solar. A barra preta é o “vento solar” e o campo eléctrico cria uma bolha protectora. Na Lua a bolha protectora criada pelo campo eléctrico pode atingir vários quilómetros de altura (Crédito: Bamford et al, Physical Review Letters).

 

Os resultados obtidos em laboratório estão de acordo com a informação recolhida pelas sondas espaciais que têm estudado a Lua, e com um modelo matemático desenvolvido pelos autores do estudo da Physical Review Letters. As ondulações visíveis na superfície lunar, que dão o nome ao fenómeno, são muito possivelmente provocadas pelo relevo do solo lunar.

 

Este estudo traz ainda a esperança de resolução de um dos problemas mais importantes na exploração espacial pelos humanos: como ultrapassar o efeito nefasto do sempre presente vento solar. A grande velocidade das partículas com carga torna-as fatais para todos os humanos que se atrevam a sair da “bolha protectora” formada pelo campo magnético gerado pela Terra. A exploração da Lua por astronautas é possível porque a “bolha protectora” também protege o nosso satélite natural. Mas a viagem até Marte é impossível sem uma protecção contra o vento solar.

 

O estudo da Physical Review Letters indicia que é possível criar uma “bolha protectora” em volta de uma nave espacial apenas com um campo magnético de baixa intensidade, de uma forma muito semelhante ao que acontece com os ondulantes remoinhos lunares. O efeito poderá ser igual ao que se pode ver na figura seguinte, uma fotografia de um pequeno íman sujeito à acção do vento solar (com um brilho púrpura) (Credito: RAL Space & Uni. of York).

 

Nota: O artigo da revista Physical Review Letters pode ser encontrado aqui.

Uma dança fatal

Existe no Sistema Solar uma dança de morte e regeneração entre as luas e (quiçá?) os anéis de Úrano. Um estudo publicado pela revista Icarus, utilizando modelos matemáticos e um programa informático, revela que várias das luas mais interiores de Úrano poderão chocar entre si num futuro próximo (astronomicamente falando, claro!), de entre 1000 e 10 milhões de anos, podendo dar origem a novas luas ou até a um novo anel.
 

Os autores do estudo publicado pela Icarus, Robert French e Mark Showalter, consideram que o par de luas Cupido e Belinda serão os primeiros a chocar entre si, seguindo do par Cressida e Desdemona. E não têm dúvida que a posição relativa das luas mais interiores de Úrano estará sempre em mudança. Daqui a alguns milhares de anos Úrano poderá apresentar novas luas e novos anéis.

 

A figura anterior mostra duas fotografias de Úrano e algumas das suas luas mais interiores. As fotografias foram tiradas em 1997 pela sonda Hubble, com 90 minutos de diferença, permitindo observar o movimento de translação das luas em torno de Úrano (representadas pelas setas na fotografia da direita) Nas fotografias é também possível ver alguns dos anéis de Úrano (com destaque para o anel épsilon (ε)), mas não o anel nu (ν) que French e Showalter pensam poderá estar em processo de acreção (aglomeração de material de pequenas dimensões do anel para formar um astro de maiores dimensões) e poderá dar origem a uma nova lua.

Úrano foi o primeiro e, com a recente despromoção de Plutão, o único planeta a ser descoberto utilizando um telescópio. Foi observado pela primeira vez em 1781 pelo astrónomo e músico William Herschel. Foi também Herschel que descobriu as duas primeiras luas de Úrano, Titânia e Oberon. Actualmente são conhecidas 27 luas movendo-se em torno de Úrano, todas com nomes de personagens de peças do dramaturgo inglês William Shakespeare (1564–1616).

As cinco maiores luas, Titânia, Oberon, Ariel, Umbriel e Miranda, também foram descobertas recorrendo a telescópios. As outras 22 luas conhecidas de Úrano são demasiado pequenas para poderem ser descobertas utilizando telescópios convencionais. Só a passagem da Voyager 2 pelo planeta em 1985-86 e o telescópio Hubble permitiram a descoberta destas luas, com a constatação de um facto curioso: Existem treze pequenas luas situadas no pequeno espaço entre Úrano e as cinco luas maiores, uma situação única no sistema solar.

Tantas luas em tão pouco espaço tornam muito provável o choque entre elas. Mas quais as luas de Úrano com maior probabilidade de chocar entre si? A interacção entre as 13 luas interiores de Úrano é o alvo do estudo publicado pela Icarus. French e Showalter desenvolveram um modelo matemático e um programa informático que permitem, conhecendo a órbita e a massa das luas de Úrano, determinar a possibilidade de colisão entre dois destes astros.

Dois astros não chocam “por acaso”. Para que duas luas choquem entre si é necessário que as suas órbitras se cruzem. Quando tal acontece mais tarde ou mais cedo as luas acabam por se encontrar. Mas a órbita de uma lua (a sua trajectória em torno de um planeta) depende da sua massa e também da proximidade de outras luas. Qualquer astro (na verdade a massa do astro) influencia (altera) a trajectória de um astro vizinho. Assim, no sistema de Úrano, a presença de tantas luas, tão próximas umas das outras, faz com que as suas órbitras estejam em constante mudança.

A distância de Úrano à Terra e o pequeno tamanho das suas luas não permitem, com a tecnologia actual, calcular com precisão a massa de cada uma. E sem conhecer a massa de uma lua é impossível determinar com precisão a sua trajectória e a trajectória das luas vizinhas. O programa informático desenvolvido por French e Showalter supera este problema ao permitir fazer variar a massa de cada lua. Para cada simulação é definida a massa de cada lua interior de Úrano e indicada a sua trajectoria conhecida. O programa tem em consideração a influência da massa de cada lua sobre a trajectória das luas vizinhas e finalmente a influência das cinco grandes luas sobre todo o conjunto.

Os resultados apresentados por French e Showalter revelam um cenário de colisão, envolvendo várias das luas interiores de Úrano. Cupido e Belinda são as que têm probabilidade de chocar entre si mais cedo, entre 1000 e 10 milhões de anos. Segue-se o par Cressida e Desdemona que poderão chocar entre si nos próximos 100 mil a 10 milhões de anos.

O trabalho de French e Showalter poderá resolver uma outra questão interessante. Quando duas luas colidem entre si, os detritos formados podem formar um anel em torno do planeta. Ora um dos anéis de Úrano, o anel ν (nu), parece estar numa zona pouco convencional. Este anel, situado entre as luas Portia e Rosalinda, poderá estar em processo de acreção e, segundo French e Showalter, poderá no futuro tornar-se numa nova lua.

  

Nota: o artigo de French e Showalter publicado na revista Icarus pode ser encontrado aqui.

Os Jogos Olímpicos segundo a Google

27 de Julho de 2012 – Cerimónia de Abertura

28 de Julho de 2012 – Tiro ao Arco

29 de Julho de 2012 – Salto

30 de Julho de 2012 – Esgrima

31 de Julho de 2012 – Ginástica Artística

1 de Agosto de 2012 – Hóquei de Campo

 

2 de Agosto de 2012 – Ténis de Mesa

3 de Agosto de 2012 – Lançamento de Peso

4 de Agosto de 2012 – Salto com Vara

Chegaram os Jogos Olímpicos de 2012!

A Google comemora a abertura oficial dos Jogos Olímpicos 2012, que se vão realizar em Londres, Grã-Bretanha, entre 27 de Junho e 12 de Agosto. Na verdade já se realizaram algumas provas (12 jogos de futebol, provas de tiro ao arco e provas de hipismo) mas a Cerimónia de Abertura irá acontecer hoje às 21h. Londres irá também receber os Jogos Paraolímpicos de 2012, de 29 de Agosto e 9 de Setembro. Em baixo encontram-se os logotipos oficiais dos Jogos Olímpicos de 2012 (à esquerda) e dos Jogos Paraolímpicos 2012 (à direita).

Mais uma Lua em torno de Plutão!

Depois de em finais de Julho de 2011 várias fotografias tiradas pela sonda Hubble terem provado a existência de quatro luas em torno de Plutão, um novo conjunto de 5 fotografias vem adicionar mais uma pequena lua a acompanhar este (agora classificado como) planeta anão. A pequena lua, com o nome provisório de P5,tem entre 10 km e 24 km de diâmetro e orbita a perto de 93 km de Plutão. A existência da lua P5 foi comprovada com cinco fotografias tiradas pela Hubble entre 26 de Junho e 9 de Julho. A figura inicial é uma dessas fotografias, a 7 de Julho de 2012, e apresenta Plutão e as suas cinco luas. P5, a nova lua encontra-se assinalada por um círculo verde (Credito: NASA; ESA; M. Showalter, SETI Institute (adap.)).

A descoberta da quinta lua de Plutão é consequência, mais uma vez, do estudo de Plutão utilizando a sonda Hubble como preparação para a aproximação da sonda New Horizons a Plutão. Esta descoberta vem reforçar ainda mais a hipótese de que o sistema de Plutão é o resultado do choque deste planeta anão com outro astro de tamanho semelhante da cintura de Kuiper. Se esta hipótese for real então é provável que Plutão tenha um sistema de anéis constituído por milhares de partículas de tamanho variável. Estas partículas, invisíveis a partir da Terra, poderão causar estragos grandes na sonda New Horizons.

A New Horizons foi lançada em 2006 e espera-se que atinja Plutão em 2015. Tem como objectivo estudar Plutão e outros elementos da cintura de Kuiper, uma faixa situada para além de Neptuno, constituída por corpos de gelo de tamanho variável e alguns corpos rochosos, incluindo quatro planetas anões e as suas luas. As informações fornecidas pela sonda Hobble e pela sonda James Webb Space (que irá substituir/complementar a Hubble) permitirão conhecer melhor Plutão antes da chegada da New Horizons.

  

Nota: O texto deste post foi adaptado de um texto da NASA que pode ser encontrado aqui. É apresentada também uma imagem do sistema de Plutão que foi adaptada para este post.

Alan Turing, um grande homem!

A Google comemora o 100º aniversário de Alan Turing (1912-1954), descodificador do código alemão Enigma na 2ª Guerra Mundial e inventor dos computadores.

Placa comemorativa na antiga casa de Turing em Wilmslow, Cheshire, onde Turing viveu e morreu (Crédito: Wikipedia).