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20 Anos de Exoplanetas – Space Today TV Nº 97

Há vinte e cinco anos nenhum planeta fora do Sistema Solar (Exoplaneta) tinha sido detectado. Mas, curiosamente, agora sabemos de milhares e temos estudado muitos com detalhes surpreendentes. Observatórios do ESO no Chile têm estado na vanguarda desta expansão enorme no conhecimento. E seus avançados instrumentos continuam a descobrir e estudar a extraordinária diversidade de exoplanetas.

Olhando para o céu à noite, as pessoas ao longo da história se perguntam se há planetas – E, especialmente, os planetas que ostentam vida – além do Sistema Solar. Os astrônomos também têm feito estas perguntas e muitas mais. São planetas comuns? Ou muito raros? Será que eles se assemelham a planetas do Sistema Solar, ou são totalmente diferentes?
Frustrantemente, até muito recentemente, técnicas de observação não foram avançadas o suficiente para serem capazes de responder a qualquer uma destas perguntas. Mas em 1995, isso mudou totalmente.

O primeiro exoplaneta orbitando uma estrela semelhante ao Sol foi detectado. A descoberta monumental foi feita pelos astrônomos baseados em Genebra Michel Mayor e Didier Queloz em torno da estrela 51 Pegasi. O exoplaneta, chamado 51 Pegasi b, tem cerca de metade da massa de Júpiter e viaja em torno da sua estrela-mãe em pouco mais de quatro dias terrestres. Mas isso foi só o começo.

O gotejamento inicial de descobertas tornou-se uma inundação. Milhares de exoplanetas já foram detectados dentro de uma enorme variedade de tamanhos e órbitas. Muitas dessas descobertas têm sido feitas por observatórios do ESO, no Chile. Mas a busca por exoplanetas é um desafio. Esses mundos alienígenas escondem se nas sombras, apresentando pouca ou nenhuma luz própria. Qualquer luz que eles emitam é ofuscada pelo brilho esmagador de sua estrela-mãe.

No entanto, métodos observacionais avançados podem ser usados para detectar esses exoplanetas indescritíveis. A atração gravitacional fraca de um exoplaneta em órbita faz com que a sua estrela-mãe balance para frente e para trás.

Este minúsculo movimento faz com que ocorrá uma pequena mudança no espectro da estrela, a qual espectrógrafos extremamente sensíveis, como o HARPS do ESO possa detectar através de rastreamento da velocidade radial. o HARPS, está instalado no telescópio de 3,6 metros da ESO no Observatório de La Silla, é caçador de exoplanetas mais importante do mundo. É o descobridor de exoplanetas de pouca massa mais bem sucedido até agora. Em 2010, o instrumento já descobriu o mais rico sistema planetário.

O sistema, está localizado a mais de 120 anos-luz de distância em torno da estrela HD 10180 semelhante ao Sol, contém pelo menos cinco exoplanetas. Também há evidência tentadora de que mais dois planetas podem estar presentes neste sistema, um dos quais teria a menor massa jamais encontrado.

Trânsitos planetários também podem ser utilizados pelos astrônomos para detectar indiretamente mundos distantes. Quando um exoplaneta passa em frente da sua estrela-mãe – como visto a partir da Terra – ele bloqueia uma pequena fração da luz da estrela do nosso ponto de vista. Isto cria uma diminuição no brilho da estrela que pode ser medido.

Além de determinar o tamanho de um exoplaneta, trânsitos planetários podem revelar a composição da atmosfera de um exoplaneta. A atmosfera em torno de um exoplaneta super-Terra foi analisada pela primeira vez por astrônomos usando o Very Large Telescope. O planeta, que é conhecido como GJ 1214b, foi estudado quando ele passou na frente de sua estrela-mãe, a luz da estrela passou através da atmosfera do planeta.

Essa luz estelar revelou que a atmosfera do planeta é principalmente água na forma de vapor, ou é denominada por nuvens espessas ou névoas. Observar diretamente um exoplaneta é um feito monumental, mas o primeiro foi feito pela ESO. O Very Large Telescope obteve a primeira imagem de um planeta fora do Sistema Solar. O 2M1207b é cinco vezes mais massivo do que Júpiter. Ele orbita uma estrela fracassada – uma anã marrom – a uma distância 55 vezes maior que a da Terra ao Sol
Telescópios do ESO estão equipados com instrumentos avançados, mas para manter-se na vanguarda da pesquisa de exoplaneta, ESO recentemente encomendou dois novos instrumentos para o VLT. SPHERE é capaz de encontrar e estudar planetas fracos mascarados pelo brilho de suas estrelas hospedeiras.

Ao longo dos últimos 20 anos, o nosso conhecimento de exoplanets tem avançado de forma dramática. Mas a busca por planetas como a Terra e os que abrigam vida continua a ser uma das grandes fronteiras da astronomia. Estamos sozinhos? Nós não sabemos, mas a resposta está quase ao nosso alcance.

Créditos: Sérgio Sacani

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A mais poderosa câmera digital do mundo grava as primeiras imagens

A câmera de energia escura, uma câmera de 570 megapixels montada em um telescópio no Chile, conseguiu a primeira imagem em 12 de setembro. (Divulgação).

Oito bilhões de anos atrás, os raios de luz de galáxias distantes começaram sua longa jornada para a Terra. Essa luz estelar antiga já encontrou o seu caminho para uma montanha no Chile, onde a câmara de energia escura, a mais poderosa máquina de céu mapeamento já criada, captou e gravou pela primeira vez.

Essa luz pode conter dentro de si a resposta para um dos maiores mistérios da física, por que a expansão do universo está se acelerando.

Cientistas da colaboração internacional Dark Energy (Energia Escura) anunciaram esta semana que a câmara de energia escura, o produto de oito anos de planejamento e construída por cientistas, engenheiros e técnicos em três continentes, conseguiu a primeira imagem. As primeiras fotos do céu do sul foram tomadas pela câmera de 570 megapixels em 12 de setembro.

Composição da DECAM

Cêmera de energia escura. (Divulgação).

A Dark Energy Camera (DECam), câmera de energia escura é composta por 62 Chips CCD (charge-coupled device) ou Dispositivo de Carga Acoplado, é um sensor para captação de imagens formado por um circuito integrado contendo uma matriz de capacitores ligados (acoplados). Esse arranjo consegue produzir imagens espetaculares com até 570 megapixels de resolução.

Plano focal mostrando os 62 CCDs. (Divulgação).

Plano lateral em perspectiva mostrando a câmera acoplada aos dispositivos de controle. (divulgação).

“A realização da primeira imagem através da Câmara de Energia Escura começa uma nova era importante em nossa exploração da fronteira cósmica”, disse James Siegrist, diretor associado de ciência de física de altas energias com o Departamento de Energia dos EUA. “Os resultados desta pesquisa nos levará para mais perto de compreender o mistério da energia escura, e o que isso significa para o universo.”

Primeiro mosaico de imagens captadas pela câmera. (Divulgação).

A câmera de energia escura foi construída no Fermi National Accelerator Laboratory (Laboratório nacional de aceleração de partículas), em Batavia, Illinois, e montada no telescópio Victor Blanco M. em Cerro da National Science Foundation Tololo Inter-American Observatory (CTIO) no Chile, que é o braço Sul do National Optical Astronomy Observatory (Observatório óptico astronômico nacional) EUA (NOAO). Com este dispositivo, aproximadamente do tamanho de uma cabine telefônica, astrônomos e físicos investigarão o mistério da energia escura, a força que eles acreditam estar fazendo com que o universo se expanda mais e mais rápido.

Galáxia espiral captada pela DECAM. (Divulgação).

“A Pesquisa de Energia Escura vai nos ajudar a entender por que a expansão do universo está se acelerando, e não desacelerando devido à gravidade”, disse Brenna Flaugher, gerente de projeto e cientista do Fermilab. “É extremamente gratificante ver os esforços de todas as pessoas envolvidas neste projeto finalmente concluído.”

A câmera de energia escura é o instrumento de pesquisa mais poderoso de seu tipo, capaz de ver a luz de mais de 100.000 galáxias até 8 bilhões de anos-luz de distância em cada instantâneo. A Matriz da câmera tem 62 Chips CCDs acoplados, esses dispositivos possuem uma sensibilidade sem precedentes à luz muito vermelha, e, juntamente com o espelho do telescópio Blanco de captação de luz (que mede 4 metros de diâmetro), permitirá que os cientistas de todo o mundo possam conduzir as investigações que vão desde estudos de asteroides do nosso Sistema Solar até a compreensão das origens e destino do universo.

“Estamos muito animados para disponibilizar online (via internet) a câmera de Dark Energy (Energia Escura) e torná-la disponível para a comunidade astronômica através da atribuição aberta NOAO de acesso ao telescópio”, disse Chris Smith, diretor do Cerro-Tololo Inter-American Observatory (Observatório Interamericano Cerro-Tololo). “Com isso, nós forneceremos aos astrônomos de todo o mundo uma nova e poderosa ferramenta para explorar as questões pendentes do nosso tempo, talvez a mais premente seja saber qual a natureza da energia escura.”

Cientistas que estudam a energia escura usarão a nova câmera para fazer a maior pesquisa já realizada sobre galáxias, e usar esses dados para estudar quatro tipos de energia escura: estudando aglomerados de galáxias, supernovas, o acúmulo de grande escala das galáxias e lentes gravitacionais fracas. Esta será a primeira vez que todos os quatro métodos serão possíveis em um único experimento.

A Pesquisa de Energia Escura está prevista para começar em dezembro, depois que a câmera for totalmente testada, e vai aproveitar as excelentes condições atmosféricas dos Andes Chilenos, produzindo fotos com a maior resolução vista em pesquisa astronômica de amplo campo. Em apenas algumas noites de testes, a câmera já entregou imagens com excelente qualidade e resolução espacial quase uniforme.
Por mais de cinco anos, a pesquisa irá criar imagens coloridas detalhadas de um oitavo do céu, ou 5.000 graus quadrados, para descobrir e medir 300 milhões de galáxias, 100.000 aglomerados de galáxias e 4.000 supernovas.

Fermi National Accelerator Laboratory / U.S. National Optical Astronomy Observatory emitiu este comunicado de imprensa segunda-feira, 17 de setembro.


O que significa em astronomia o Redshift (desvio para o vermelho)?

Exemplo de como ocorre o Redshift (desvio da luz para o vermelho).

  • O termo “redshift” (desvio para o vermelho) surge do fato de que a luz de objetos mais distantes mostra-se na Terra mais vermelha do que quando deixou a sua fonte.

 

  • A mudança de cor se dá por causa do efeito Doppler, que atua para “esticar” ou “comprimir” ondas de objetos em movimento.

 

  • No caso da luz, objetos que se aproximam aparecem mais azuis e objetos que recuam mais vermelhos.

 

  • A expansão do Universo está acelerando, assim, em geral, os objetos mais distantes estão se afastando de nós (e tudo o mais) mais rapidamente do que os mais próximos.

 

  • Em distâncias cósmicas, a mudança pode afetar profundamente a cor – o fator pelo qual o comprimento de onda é “esticado” é chamado de redshift (desvio para o vermelho).

 

Fonte: www.symmetrymagazine.org

Câmera com 1 Bilhão de pixels fará mapa 3D do espaço

A Agência Espacial Europeia (ESA) anunciou quarta-feira (6) a construção da maior câmera digital já criada para uma missão espacial.

Contendo 938 milhões de pixels de resolução, a “Olho de Gaia”, como foi apelidada, vai examinar mais de um bilhão de estrelas e montar um mapa em 3D na nossa galáxia e das vizinhas. Para efeito de comparação, o olho humano consegue observar, no máximo, alguns milhares de estrelas da Via Láctea em uma noite clara.

Para montar o mapa tridimensional, a câmera irá rastrear e determinar as posições e movimentos dos astros no espaço durante cinco anos, a começar em 2013, além de identificar seus brilhos e características espectrais.

A tecnologia por trás do mapeamento é resultado da montagem de 106 CCDs (Charge Coupled Devices), sensores de luz, responsáveis pela captação da imagem, que formam um mosaico de 1 x 0,5 metro, em sete colunas.

Dos 106 sensores eletrônicos, apenas quatro vão checar a qualidade da imagem e a estabilidade do ângulo de 106,5º, enquanto todos os 102 restantes serão dedicados exclusivamente para a detecção das estrelas.

Apesar da grandeza dos números da câmera – 1 bilhão de pixels, 1 bilhão de estrelas -, a missão não conseguirá mapear nem uma fração das estrelas da Via Láctea, que abriga mais de 200 bilhões segunda estimativas.

No entanto, o programa de mapeamento também incluirá a captação de outros corpos celestes do Sistema Solas, tais como asteroides e planetas anões além da orbita de Plutão.

Fonte: ESA