Saudações natalícias da sonda Cassini!

A equipa da sonda Cassini, que recolhe informações sobre Saturno, os seus anéis e as suas 62 luas (das quais apenas 53 têm nomes oficiais), apresentou a 23 de Dezembro um conjunto de seis “cartões” para comemorar esta época festiva. Em grande relevo está Titã, a única lua do sistema solar que se sabe ter atmosfera. Titã tem um diâmetro de 5 150 km, é a maior lua de Saturno (a segunda maior do sistema solar) e é maior que Mercúrio.

A figura anterior apresenta Titã orbitando Saturno e os seus anéis. A fotografia foi tirada acima do plano dos anéis de Saturno (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

A figura seguinte apresenta as luas Titã e Tetis, separadas pelos anéis de Saturno. Embora pareça muito mais pequena, Tetis (com um diâmetro de 1 062 km) é apenas cinco vezes mais pequena que Titã. A característica mais espectacular de Tetis é Ithaca Chasma, um desfiladeiro com um comprimento de mais de 1 000 km que rasga a superfície gelada da lua (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

A figura seguinte apresenta as luas Dione e Titã. Dione, com um diâmetro de 1123 km, é a terceira maior lua de Saturno. É pouco maior que Tetis e quase cinco vezes menor que Titã. No entanto a posição da sonda Cassini quando a fotografia foi tirada (a apenas 136 000 km de Dione e a mais de 1 milhão de quilómetros) cria a ilusão óptica de Dione parecer ser maior do que Titã (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

A figura seguinte também apresenta as luas Titã e Dione, mas tendo Saturno e os seus anéis como fundo. A fotografia foi tirada ligeiramente acima do plano dos anéis de Saturno (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

Afigura seguinte mostra parte do hemisfério Sul de Titã. A lua apresenta uma atmosfera espessa de cor laranja acastanhada, que lhe dá a cor. O halo azul que rodeia Titã é “criado” pela atmosfera de alta altitude da lua. Pensa-se que a diferença de cor na atmosfera de Titã deve-se à diferença de tamanho das partículas em suspensão na atmosfera, mais pequenas a alta atitude (cor azul) e maiores a baixa altitude (cor laranja) (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

A figura em baixo foca-se no pólo Sul de Titã, que apresenta uma depressão considerável. Também visível é a atmosfera “azul” de alta altitude, responsável pelo halo na figura anterior (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

Nota: o site original, de onde foram retiradas as figures apresentadas neste post encontra-se aqui. Em baixo um esquema de Saturno e de algumas das suas luas. As luas estão ordenadas segundo a distância ao planeta. Mais informação sobre Saturno, as suas luas e sobre a sonda Cassini pode ser encontrado aqui.



Mark Twain faz hoje anos!

A Google comemora o 176º aniversário de o Mark Twain, famoso escritor norte-americano autor d’As aventuras de Tom Sawyer. O logótipo recria uma das cenas mais conhecidas deste livro: como castigo por ter sujado a sua roupa numa luta com outro rapaz, Tom Sawyer é obrigado pela sua tia Polly a pintar uma cerca. Mas Tom consegue convencer Ben e outros rapazes a pintar a cerca por ele.

Mark Twain é um pseudónimo de Samuel Langhorne Clemens . O escritor nasceu a 30 de Novembro de 1835 em Florida no estado do Missouri. Quando Twain tinha 11 anos o seu pai faleceu e Twain trocou a escola por um lugar como aprendiz de impressão num jornal local. A figura seguinte é um daguerreótipo de Twain, tirado em 1850 quando o escritor tinha 15 anos. Twain segura das mãos um componedor (utensílio utilizado por um tipógrafo para formar palavras e linhas recorrendo a caracteres) com o seu nome, SAM.

Mas Twain era um aventureiro. Aos 18 anos partiu para Nova York onde trabalhou como jornalista, escrevendo pequenos artigos. Em 1857 Twain voltou para o Missouri, tornando-se um condutor de barco no rio Mississípi. Mas o início da Guerra Civil Americana em 1861 reduziu o tráfico de barcos ao longo do rio. Após uma muito curta experiência como soldado da Confederação (o exército dos estados do Sul) Twain seguiu na direcção do oeste americano, procurando por ouro e a certeza de uma fortuna fácil. A figura seguinte, representa um barco navegando à noite no rio Mississípi, e é uma ilustração retirada do livro As aventuras de Tom Sawyer.

Twain acabou por voltar ao jornalismo, tornando-se um cronista famoso. Viajou até o Havai e a Europa. Em 1865 publicou o seu primeiro conto, chamado The Celebrated Jumping Frog of Calaveras County (A celebrada rã saltadora do condado de Calaveras). Este conto deu o título ao primeiro livro publicado por Twain, uma colectânea de 27 pequenos contos. A figura seguinte foi retirada da primeira edição.

A vida aventurosa de Twain serviu como fonte de inspiração para vários dos seus livros. Os dois mais famosos são As aventuras de Tom Sawyer, publicado em 1876, e Huckleberry Finn, o publicado em 1884. Huckleberry Finn foi o primeiro livro publicado pela editora criada por Twain. Em baixo Tom Sawyer Huckleberry Finn, as duas personagens mais famosas de Mark Twain representados num selo alemão editado em 2001.

A figura seguinte é uma fotografia de Twain tirada em 1894 no laboratório de Nikola Tesla, físico e inventor. Twain e Tesla eram amigos, uma consequência do interesse e fascínio de Twain pelas descobertas científicas e tecnológicas da sua época. Twain investiu (nem sempre bem) parte da sua fortuna em invenções e patentes.

Em 1870 Twain casou com Olivia Langdon, irmã de um amigo. O casal teve 4 filhos, dos quais apenas uma sobreviveu a Twain. Twain morreu a 21 de Abril de 1910, de ataque cardíaco. A figura seguinte é um cartoon publicado pelo jornal Baltimiore American a 23 de Abril de 1910. Uncle Sam (em representação dos EUA) chora a morte de Twain.





Nota: a fotografia seguinte mostra o daguerreótipo de Twain tirado em 1850 na sua caixa original. 

Um agente anti-antibiótico

Um estudo publicado na revista Science de 18 de Novembro revela que o sulfureto de hidrogénio potencia a capacidade de resistência das bactérias aos antibióticos. O artigo valida uma hipótese apresentada recentemente para a forma de actuação dos antibióticos e abre caminho à produção de um novo tipo de antibiótico, com uma actuação diferente e complementar à dos antibióticos actuais: contrariar a formação e/ou actuação do sulfureto de hidrogénio nas bactérias.

O sulfureto de hidrogénio (H2S) é um gás tóxico produzido por muitas espécies de bactérias e responsável pelo cheiro a “ovos podres” do lixo. Durante muito tempo o seu papel no metabolismo das bactérias não era completamente compreendido. Os resultados do artigo publicado pela Science indicam que o sulfureto de hidrogénio “protege” as bactérias da acção dos antibióticos.

A figura ao lado apresenta uma molécula de sulfureto de hidrogénio. A bola amarela representa um átomo de enxofre e as duas bolas mais pequenas representam átomos de hidrogénio (Crédito: Wikipedia).

O estudo publicado pela Science focou-se em quatro espécies de bactérias importantes para o homem apresentados na figura em baixo. Da esquerda para esquerda e de cima para baixo, Bacillus anthracis (que provoca o antraz), Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, e Escherichia coli (que vivem em simbiose com o Homem, mas que podem causar doenças oportunistas em caso de imunodefeciência) (Crédito: Janice Haney Carr/CDC).

Nas bactérias das espécies estudadas o sulfureto de hidrogénio é o resultado de reacções químicas catalisadas por três enzimas, cistationina β-sintase, cistationina γ-liase, or 3-mercaptopiruvato sulfurtransferase. Quando estas enzimas são inactivadas as bactérias perdem a capacidade de produzir sulfureto de hidrogénio e tornam-se muito mais sensíveis à acção de antibióticos. Mas se for fornecido sulfureto de hidrogénio, essas bactérias retomam a sua capacidade de resistência aos antibióticos.

Muitos antibióticos actuam sobre as bactérias promovendo o stress oxidativo que leva à morte das bactérias. O stress oxidativo é uma consequência negativa da utilização do oxigénio na respiração celular, que afecta todas as células, procarióticas (como as bactérias) ou eucarióticas (como as células humanas). Os antibióticos actuam incentivando e aumentando o ritmo da respiração celular e consequente utilização de oxigénio.

A utilização do oxigénio a nível celular leva à formação das chamadas espécies reactivas de oxigénio (peróxido de hidrogénio e radicais livres) que rapidamente “atacam” proteínas, lípidos e DNA e outros elementos base das células. A acção das espécies reactivas de oxigénio (chamadas em inglês reactive oxygen species ou ROS) nas células pode assim causar sérios danos celulares e provocar a morte de bactérias.

As bactérias, tal como as células, têm meios de combater o stress oxidativo, incluindo a acção de enzimas, proteínas catalisadoras que assistem reacções químicas, que “transformam” os ROS em compostos menos perigosos. O sulfureto de hidrogénio incentiva a produção deste tipo de enzimas, como a catalase e a superóxido dismutase ou SOD. A figura seguinte é um esquema da acção dos antibióticos e do sulfureto de hidrogénio.

O sulfureto de hidrogénio contraria também a reacção de Fenton, uma reacção química em que o peróxido de hidrogénio é “transformado” num radical hidroxilo. Esta reacção é catalisada por iões de ferro, “libertados” dos centros activos de enzimas “atacadas”por espécies reactivas de oxigénio, criando um efeito “bola de neve”. A reacção de Fenton (assim chamada em honra do primeiro cientista que a estudou) é apresentada na figuram em baixo.

Nota: O sulfureto de hidrogénio não é o único gás produzido pelas bactérias para protecção contra o stress oxidativo. As bactérias também produzem óxido nítrico com o mesmo fim, num processo paralelo.

O site da CDC (Center for Disease Control and Prevention) apresenta figuras muito interessantes de bactérias. As figuras de bactérias apresentadas neste post foram lá recolhidas.

Novas de Lutetia

O asterióide 21 Lutetia é capa de revista do último número de Outubro da Science (apresentada na figura em cima). A revista dedica três artigos ao asteróide, com o resultado da análise das informações recolhidas pela Sonda Espacial Rosetta. Os artigos revelam que este não é um asteróide qualquer, mas um planetesimal, uma relíquia do tempo da formação do sistema solar.

O objecto principal de estudo da Rosetta é o cometa Churyumov-Gerasimencko (o encontro está previsto para 2014). O estudo do 21 Lutetia, que estava “em caminho”, servia apenas para testar os instrumentos da Rosetta. Mas o asteróide acabou por ser uma “caixinha de surpresas”.

A figura anterior mostra a fotografia mais detalhada do asteróide 21 Lutetia tirada pela sonda Rosetta, aquando da aproximação máxima ao asteróide, a 20 de Julho de 2010. A Rosetta tirou inúmeras fotografias que permitiram mapear 50 % da superfície do asteróide em torno do seu pólo Norte, determinar a sua área e volume e ainda localizar e contar as suas crateras. As informações fornecidas pela Rosetta permitiram, entre outras coisas, determinar que o 21 Lutetia tem um comprimento de 130 km (Crédito: ESA 2011 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA).

A fotografia seguinte apresenta três imagens tiradas durante a aproximação da Roseta ao 21 Lutécia. Da esquerda para a direita fotografia tirada a 60 minutos (53 000 km de distância), 30 minutos (27 000 km) e 3 min (3 500km). A distância mínima da Rosetta ao asteróide foi de 3162 km. O pólo Norte é indicado pela cruz azul e as letras identificam regiões diferentes do asteróide. Na imagem mais à direita as regiões estão identificadas por diferentes cores (Crédito: ESA 2011 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA).

Quando a Rosetta passou pelo 21 Lutetia o asteróide exerceu uma força gravítica que provocou a alteração da rota da sonda. Como a força gravítica exercida por um astro depende da sua massa foi possível determinar que o 21 Lutetia tem uma massa de 1,7 triliões de toneladas. A determinação da massa e do volume do asteróide permitiu calcular a sua densidade. O 21 Lutetia é (até ver) um dos asteróides mais densos conhecidos, com uma densidade de 3400 kg/m3.

É muito provável que, aquando da sua formação, 21 Lutetia tivesse uma forma arredondada. A sua forma actual é consequente do embate de meteoros de grandes dimensões. As fotografias tiradas pela Rosetta permitiram determinar que o 21 Lutetia possui pelo menos 350 crateras com mais de 600 m de diâmetro. A maior cratera, chamada Massília, tem um diâmetro de 55 km.

O embate de meteoritos levou a formação de uma camada de rególito, detritos e restos de rochas, com entre 600 m a 1 km de altura. Vários embates de meteoritos geraram vibrações que levaram ao deslizamento de rególito, como mostra a figura seguinte (Crédito: ESA 2011 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA).

O estudo das crateras do 21 Lutetia permitiu determinar a idade da superfície do asteróide (quanto maior o número de crateras mais “velha” é a superfície). Esta tem áreas recentes (em termos astronómicos) com menos de 50 milhões de anos. Mas também têm zonas com idade superiores a 3,6 biliões de anos. Este facto torna o 21 Lutetia um provável planetesimal, um astro precursor de planetas que se formou nos primeiros momentos do Sistema Solar.

 

P.S.: Mais informação sobre os artigos do asteróide 21 Lutetia na revista Science de Outubro de 2011 aqui, aqui e aqui.

 

Notas:

(1) O 21 Lutécia é um dos maiores membros da Cintura de Asteróides, situada entre os planetas Marte e Júpiter. Foi descoberto em 1852, tendo recebido o nome de uma das cidades romanas mais importantes na Gália, Lutécia (actual Paris). A Rosetta passou pelo 21 Lutetia em meados de 2010. A 10 de Julho de 2010 passou o mais próximo do asteróide, a apenas 3162 km de distância.

(2) A grande densidade do 21 Lutetia pode ser explicada pela presença de grandes quantidades de ferro no interior do asteróide No entanto a análise feita pela sonda Rosetta da superfície do 21 Lutetia indicia que o ferro não forma um núcleo central neste asteróide (como acontece na Terra).

(3) Actualmente a sonda espacial Rosetta encontra-se em hibernação, seguindo na direcção do cometa Churyumov-Gerasimenko. O encontro está previsto para 2014.

(4) A figura seguinte é uma representação artística do 21 Lutetia, apresentada pela ESA a 8 de Julho de 2010 (Crédito: ESA - C. Carreau).

Louis Daguerre, inventor do daguerreótipo, faz anos

A Google comemora o 224º aniversário do francês Louis Daguerre (1787-1851) inventor do primeiro tipo de fotografia famoso, o daguerreótipo. Em baixo daguerreótipo de Daguerre, tirado em 1844 (Sabatier-Blot/Wikipedia).

A fotografia seguinte é um daguerreótipo tirado por Daguerre em 1838, a uma rua movimentada de Paris. A fotografia tem um tempo de exposição (tempo que demorou a tirar a fotografia) de mais de 10 minutos, pelo que não são visíveis nenhuns veículos embora a rua estivesse muito movimentada no momento. Mas algumas pessoas mantiveram-se imóveis tempo suficiente para a sua presença ficar registada. Em baixo á esquerda, perto da estrada, é possível ver um engraxador e o seu cliente. Daguerre patenteou o daguerreótipo em 1835 (Crédito:Daguerre/ Wikipedia).

A Google comemora o dia de S. Martinho em Portugal!

A Google comemora no seu site português o Dia de S. Martinho (316-397), padroeiro dos cavalos e dos soldados, com castanhas.

S. Martinho nasceu em Szombathely, na Hungria, em 316, quatro aos depois de o cristianismo se ter tornado uma religião aceite pelo império romano. Nenhum dos seus pais era cristão. Quando S. Martinho era ainda novo o seu pai, tribuno militar, foi colocado em Pavia, em Itália, zona onde cresceu. Contra a vontade dos seus pais S. Martinho converteu-se ao cristianismo ainda na juventude. Mas seguiu as pisadas do pai e tornou-se soldado do exército romano. A figura seguinte mostra um estátua de S. Martinho em frente a uma igreja em em Szombathely onde nasceu (Crédito: Pan Peter12/Wikipedia).

O episódio que tornou S. Martinho conhecido e que é festejado hoje aconteceu quando este era ainda soldado. Sulpicius Severus (363 – c. 425) o seu primeiro biógrafo, relata o episódio da seguinte forma (com algumas, mesmo muitas, adaptações):

Numa altura em que S. Martinho não tinha nada excepto as suas armas e o seu traje militar, no meio de um Inverno em que tinha nevado mais severamente que o ordinário, e em que o frio que se estava a revelar fatal para muitos, encontrou um pobre homem, destituído de roupas, às portas da cidade de Amiens [França]. O pobre pedinte tentava em vão apelar à compaixão dos viajantes que passavam.

S. Martinho foi sensível aos rogos do pedinte, mas não tinha nada para lhe dar, porque já tinha doado a sua roupa e outros objectos a outros pedintes que encontrara ao longo do caminho. Assim S. Martinho decidiu cortar a sua capa em duas metades iguais e dar metade ao pedinte, tendo ficado meio despido. Algumas pessoas que viram o acto de S. Martinho riram-se da sua figura, mas outras sentiram-se mal consigo mesmas, por não terem actuado da mesma forma. Porque, tendo mais que S. Martinho, podiam ter actuado da mesma forma e vestido o pedinte, sem ficarem eles próprios despidos.

Este episódio transformou-se numa lenda, conhecida de todos os portugueses. Reza então a lenda que quando S. Martinho viu o pedinte chovia e fazia vento. Mas quando cedeu a metade da capa deixou de chover e as nuvens cederam lugar a um Sol radioso, com uma temperatura mais amena. A figura seguinte mostra uma estátua de S. Martinho cedendo metade da sua capa ao pedinte, presente no Mosteiro de Tibães em Braga (Crédito: José Goncalves/Wikipedia).

Em geral (mas, pelos vistos, não este ano!) a semana do 11 de Novembro é uma semana de tempo mais ameno e quente, sem chuva e com Sol. Em Portugal o dia 11 de Novembro é dedicado a S. Martinho, e comemorado com castanhas e água-pé (o vinho novo, provado pela primeira vez após ser produzido).

S. Martinho tornou-se um homem muito religioso. Após sair do exército romano tornou-se eremita. Em 372, a pedido do clero e da população da cidade de Tours, em França, S. Martinho tornou-se bispo desta cidade, cargo que manteve até à sua morte em 397. A actuação de S. Martinho na conversão de pessoas e consolidação do cristianismo e também os muitos milagres que lhe foram atribuídos em vida e após a sua morte levaram à sua canonização numa altura em que o cristianismo ainda se estava a estabelecer na Europa.

A figura seguinte mostra S. Martinho e o pedinte num selo da Deutsche Bundespost de 1984 (Crédito: Peter Steiner/Deutsche Bundespost /Wikipedia).

Inúmeras Terras espalhadas pelo Universo

Investigadores da Universidade de Leiden, Holanda, olharam através da Sonda Espacial Herschel para a estrela TW Hydrae, situada a 175 anos-luz da Terra, e verificaram que esta apresenta um disco protoplanetário com água suficiente para milhares de Terras. Os seus resultados foram apresentados num artigo publicado este mês pela revista Science.

A figura seguinte é uma representação artística da TW Hydrae, rodeada pelo disco protoplanetário. O disco tem uma extensão de 200 UA (unidade astronómica, 1 UA = distância média da Terra ao Sol). A zona onde foi descoberta água encontra-se a azul (Crédito: ESA/NASA/JPL-Caltech).

 

A TW Hydrae é uma estrela jovem, com perto de 10 milhões de anos (muito pouco quando comparado com os 4,5 biliões de anos do “nosso” Sol). É parecida com o Sol mas mais leve (0,7 massas solares) e situa-se na constelação de Hydrae, a serpente marinha, representada na figura seguinte.

A volta da estrela TW Hydrae existe um disco protoplanetário, um disco constituído por poeira e gases em rotação à volta da estrelas. Os astrónomos consideram que o disco em torno da TW Hydrae corresponde aos primórdios da formação do sistema solar e irá (daqui a milhões de anos) tornar-se num sistema planetário semelhante ao nosso.

A Sonda Espacial Herschel detectou a existência de quantidades muito reduzidas de vapor de água no disco protoplanetário da TW Hydrae, através da análise de espectros de emissão como o apresentado na figura em baixo. A análise destes espectros indicia que o vapor de água libertado se encontra a temperaturas muito baixas, perto de 100 K (≈ -173 ºC). Para estar a esta temperatura, o vapor de água tem de estar longe da estrela, nas zonas mais exteriores do disco protoplanetário (Crédito: ESA/NASA/JPL-Caltech/M. Hogerheijde).

A figura representa o espectro de emissão do disco protoplanetário da estrela TW Hydrae para de dois tipos de moléculas de água, chamados para-água (espectro a verde) e ortho-água (espectro a cor-de-rosa). É possível calcular a temperatura a que o vapor de água é emitido através da relação entre estes dois tipos de moléculas de água: quanto menor a percentagem de moléculas de ortho-água menor a temperatura do vapor de água.

Os investigadores consideram que nas zonas do disco protoplanetário a água se deposita como gelo sobre as poeiras. Com o tempo estas poeiras cobertas de gelo vão-se agregando, formando grandes blocos de gelo “sujo”, os cometas. Actualmente os cometas são vistos como fortes candidatos a fontes da água dos oceanos terrestres (ver aqui).

É muito provável a formação de muitos cometas no futuro sistema planetário da estrela TW Hydrae. Estes irão funcionar como fonte de água para os planetas recém-formados. Caso as estrelas e respectivos sistemas planetários sejam formados da mesma forma que a TW Hydrae, então é muito provável que existam espalhados pela Via Láctea e pelas outras galáxias inúmeros mundos, Terras cheias de Vida.