Lente Gravitacional

Vamos imaginar um objeto brilhante como uma estrela, uma galáxia, ou um quasar que estão muito distantes da Terra (10.000 milhões de anos-luz ). Para a nossa observação, vamos imaginar que temos um quasar. Se não há nada entre ele e nós, vemos uma imagem do quasar. No entanto, se uma enorme galáxia (ou aglomerado de galáxias ) está bloqueando a visão direta para o quasar, a luz será dobrado pelo campo gravitacional ao redor da galáxia. Isso é chamado de “lente gravitacional”. Mas em vez de criar uma única imagem do quasar, a lente gravitacional cria várias imagens. Nós seguimos os raios de luz, aqui da Terra para observar os locais aparentes do quasar. Se a galáxia fosse perfeitamente simétrica em relação à linha entre o quasar e a Terra, então veríamos um anel de quasares…

A Lente gravitacional funciona de forma análoga e é um efeito da teoria da relatividade geral de Einstein ou simplesmente, a massa curva a luz. O campo gravitacional de um objeto de grande massa vai estender-se muito no espaço, e fazer com que os raios de luz que passam próximo ao objeto (e, portanto, por meio de seu campo gravitacional) se dobrem reorientado-se em outro lugar. Quanto mais massivo o objeto, mais forte é o campo gravitacional e, portanto, maior a curvatura dos raios de luz.

Quais são os efeitos de uma lente gravitacional?
O tipo de lente gravitacional que os cosmólogos se interessam é somente em grande escalas. Quando os astrônomos olham uma imagem em um telescópio de uma parte qualquer do céu noturno, muitas galáxias serão visíveis nessa imagem. No entanto, entre a Terra e as galáxias existe uma entidade misteriosa chamada matéria escura. A matéria escura é invisível, mas tem massa, cerca de 85% da massa do Universo. Isto significa que os raios de luz que vêm para nós de galáxias distantes vão passar pelo campo gravitacional da matéria escura e, portanto, vai ser dobrado pelo efeito de lente gravitacional.

A Matéria Escura é encontrada onde quer que a matéria “normal”, exista, isto é, a matéria que compõe as galáxias. Por exemplo, um grande aglomerado de galáxias irá conter uma quantidade muito grande de matéria escura, que existe dentro e ao redor das galáxias que compõem o conjunto. A luz vinda de galáxias mais distantes que passa perto de um aglomerado pode ser distorcida pela sua massa. É a matéria escura no aglomerado que faz quase todo o efeito de uma lente gravitacional. Os efeitos podem ser muito forte e muito estranho, as imagens das galáxias distantes, com lentes são esticadas e puxadas em arcos. Isto pode ser visto na imagem abaixo da famosa Abell 2218 cluster. As galáxias reais não são desta forma, são geralmente elíptica ou em forma de espiral elas só aparecem desta maneira por causa da lente.
Esta distorção da forma estranha vem do fato de que galáxias são objetos de grandes dimensões, e os raios de luz que saem de um lado da galáxia (por exemplo, o lado esquerdo do nosso ponto de vista) vai passar através de uma parte diferente do espaço do que os raios de luz do o outro lado (por exemplo, o lado direito). Os raios de luz, portanto, passam por diferentes partes do campo gravitacional da matéria escura e serão dobrado de forma ligeiramente diferente.

O efeito disso é uma distorção da forma da imagem da galáxia, que pode, em alguns casos, ser muito grande. Outro efeito interessante que pode ocorrer é a formação de imagens múltiplas da mesma galáxia. Isso ocorre porque os raios de luz de uma galáxia distante pode ser focado em conjunto por uma lente gravitacional. Do ponto de vista de um observador na Terra, parece que dois raios de luz muito semelhantes viajam ao longo de linhas retas de diferentes partes do céu. Podemos ver mais do que uma imagem da galáxia mesmo em lugares diferentes.

Um exemplo de múltiplas imagens é mostrado em uma imagem do Telescópio Espacial Hubble (acima). Há três imagens da mesma galáxia, e cinco imagens de um quasar. As imagens não são da mesma forma ou tamanho, porque cada imagem vai percorrer uma região diferente do espaço em sua jornada até nós, e, portanto, terá sido distorcido de forma diferente. Uma técnica conhecida como espectroscopia é usado para determinar quais as imagens vieram da mesma galáxia.

Espectroscopia e Astronomia

Uma das maneira de se obter informações sobre a composição química de estrelas e galáxias distantes é analisando a luz recebida dessas estrelas e galáxias. A espectroscopia nos permite obter essas informações, decompondo a luz emitida por esses objetos em um espectro de frequências. A espectroscopia também nos permite determinar seu movimento, através do efeito Doppler.Vamos lembrar de uma experiência bem simples que usa um prisma para decompor a luz branca e que é o principio usado em espectroscopia (figura abaixo).

O que é um Espectroscópio ?
Os espectroscópios decompõe a luz emitida ou absorvida por elementos químicos em linhas específicas de cor. Cada elemento químico tem uma “assinatura” que pode ser usado para identificá-lo. Essas assinaturas são geralmente produzidos quando os elétrons saltam nos níveis orbitais de energia (salto quântico). Energias diferentes produzem diferentes linhas coloridas.

Cada elemento químico na tabela periódica tem a sua própria assinatura espectral que o identifica. Ao olhar para os espectros de objetos como estrelas e atmosferas planetárias, é fácil identificar os elementos químicos presentes, combinando as linhas coloridas espectrais com a assinatura espectral do elementos químico.

Em química analítica existe um teste chamado “teste da chama” (figura acima). É usado para determinar visualmente a identidade de um metal ou um sal desconhecido com base na sua cor característica quanto é colocado em uma chama de um bico de Bunsen. O calor da chama excita os íons desse sal, levando-os a emitir luz visível. Os espectros de emissão característica pode ser utilizado para diferenciar esse sal entre outros elementos. Veja a tabela abaixo:

Elemento                           Cor
(As) Arsênico—————Azul
(B) Boro———————-Verde brilhante
(Ba) Bário——————–Pálido / verde amarelado
(Ca) Cálcio——————-Laranja para vermelho
(Cs) Césio——————–Azul
(Cu) Cobre——————-Azul
(Fe) Ferro——————-Ouro
(In) Índio——————-Azul
(K) Potássio—————–Lilás para vermelho
(Li) Lítio——————— Magenta para carmim
(Mg) Magnésio————–Branco brilhante
(Mn) Manganês————-Verde amarelado
(Mo) Molibdênio———–Verde amarelado
(Na) Sódio——————-Amarelo intenso
(P) Fósforo——————Verde azulado pálido
(Pb) Chumbo—————-Azul
(Rb) Rubídio—————-Vermelho para roxo-vermelho
(Sb) Antimônio————-Verde pálido
(Se) Selênio——————Azure azul
(Sr) Estrôncio—————Carmesim
(Te) Telúrio—————–Verde pálido
(Tl) Tálio——————–Pure verde
(Zn) Zinco——————Verde azulado para verde esbranquiçado

A figura abaixo mostra algumas “assinaturas” espectrais de alguns elementos químicos.

O que é clima espacial ?

O que é clima espacial ?
Setor da astrofísica que estuda as atividades na superfície solar, como as erupções solares que podem causar altos níveis de radiação no espaço sideral. Esta radiação pode vir como partículas ( plasma ) ou radiação eletromagnética ( luz ).
A energia do Sol é gerada pela fusão nuclear, isto é, processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. No caso do Sol , são necessários quatro átomos de hidrogênio para formar um átomo de hélio. Dados espectroscópicos indicam que o Sol é constituído de 73% de átomos de hidrogênio e 26% de átomos de hélio, sendo o restante fornecido pela contribuição de vários elementos.

Camadas do Sol
Núcleo – camada mais interior do Sol. A fusão nuclear, a qual cria a luz que o Sol emite, ocorre dentro do núcleo, atingindo temperaturas de aproximadamente 15 milhões de graus Celsius.
A  camada seguinte é a Radioativa – esta camada se parece como um isolador, e ajuda a manter a temperatura do núcleo.
A terceira camada é a Convectiva – a energia do Sol é transportada para fora do núcleo pela camada de convecção.
A próxima camada é a Fotosfera – é a parte do Sol que podemos ver com nossos olhos. As manchas solares – sunspots – aparecem na fotosfera.
A quinta camada é a Cromosfera -  mais escura que a fotosfera e pode ser vista apenas durante um eclipse. A cromosfera é onde as labaredas solares são melhor observadas.
A próxima camada é a Corona – é compreendida por duas camadas. A corona interior é um halo que se estende milhões de quilômetros distante do Sol. A Corona é muito mais quente que a fotosfera e produz raios X. A corona exterior se estende à Terra e mais distante, ainda.

Vamos estudar alguns detalhes:
Uma ejeção de massa coronal (CME) é uma enorme bolha de partículas de alta energia que explode da coroa solar e atravessa o espaço com alta velocidade. A nuvem de partículas carrega junto consigo um campo magnético. Se uma ejeção de massa coronal se move na direção da Terra, seu campo magnético interage com a magnetosfera da Terra. A magnetosfera da Terra nos protege de partículas carregadas do vento solar. São os chamados índice Kp, isto é, quando essa ejeção de massa coronal atinge a Terra.

Manchas solares são áreas escuras que aparecem na fotosfera do sol. As manchas aparecem escuras porque são mais frias, menos luminosa do que as áreas circundantes. A temperatura no centro de uma mancha é de cerca de 3.700 Kelvin (contra 6000 para as áreas circundantes).
As manchas solares podem durar várias semanas. Eles são observados principalmente em uma faixa de trinta graus de latitude em ambos os lados do equador. Dimensões típicas dos pontos estão na ordem de várias dezenas de milhares de quilômetros (o raio do Sol é 700,000 km).

Flare solar (erupção solar) é uma explosão no Sol que acontece quando energia armazenada em campos magnéticos entrelaçados  que se encontram habitualmente no topo de manchas solares é subitamente libertada. Um flare emite radiação que abrange uma grande gama de comprimentos de onda – do rádio aos raios-X e raios gama.
Os cientistas classificam as flares solares de acordo com a sua intensidade de energia na região dos raios-X – que vai do 1 a 8 Angstroms.
Categorias:
Classe X – são muito intensas; podem provocar apagões, danificar satélites, são tempestades de radiação de longa duração;
Classe M – são de intensidade intermédia; podem causar na Terra breves apagões rádio que afetam essencialmente as regiões polares; tempestades de radiação de pequena intensidade podem acontecer depois de uma flare de classe M;
Classe C – Por comparação com flares de classe X e M, as flares de classe C são fracas e com consequências menores na Terra.

Os astrônomos encontram o planeta Vulcan - 40 Eridani A, exatamente aquele de Star Trek

Um dos aspectos mais interessantes e gratificantes da astronomia e da exploração espacial é ver a ficção científica se tornar um fato científico. Enquanto ainda estamos muitos anos longe de colonizar o Sistema Solar ou alcançar as estrelas mais próximas, ainda há muitas descobertas recompensadoras sendo feitas que estão cumprindo os sonhos febris dos fãs de ficção científica.
Por exemplo, usando o Dharma Planet Survey, uma equipe internacional de cientistas descobriu recentemente uma super-Terra orbitando uma estrela a apenas 16 anos-luz de distância. Esta super-Terra não é apenas o planeta mais próximo de seu tipo para o Sistema Solar, ela também está localizada no mesmo sistema estelar que o planeta fictício Vulcano do universo de Jornada nas Estrelas.

O estudo que detalha suas descobertas, que apareceu recentemente no Mnthly Avisos da Royal Astronomical Society , foi liderado por Bo Ma e Jian Ge, um pesquisador de pós-doutorado e professor de astronomia da Universidade da Flórida, respectivamente. Eles se juntaram a pesquisadores da Universidade Estadual do Tennessee, do Instituto de Astrofísica de Canárias , da Universidade de La Laguna, da Universidade Vanderbilt, da Universidade de Washington e do Steward Observatory da Universidade do Arizona.

Impressão artística de uma super-Terra orbitando uma estrela anã vermelha. Crédito: Gabriel Pérez / SMM (IAC)

Para o bem de seu estudo, a equipe contou com dados do Dharma Planet Survey (DPS). Esta pesquisa contou com o Telescópio Espectroscópico Automático (AST) de 2 metros no Observatório Fairborn (de 2014-2015) e o Telescópio Fundação Dharma Endowment (DEFT) de 50 polegadas no Monte Lemmon SkyCenter (de 2016-2018) para observar 100 estrelas muito brilhantes localizadas perto do Sistema Solar.
Usando esses dados, a equipe descobriu um sinal vindo do sistema de estrela tripla da HD 26965 que indicava a presença de uma super-Terra. Além de ser o primeiro planeta deste tipo a ser detectado pelo Dharma Survey, este planeta também é a super-Terra mais próxima do nosso Sistema Solar, o que o torna um estudo ideal para esses planetas. Como Ge disse em um recente comunicado à imprensa da UF News.

Assim como a maioria dos exoplanetas, essa super-Terra foi descoberta usando o Método de Velocidade Radial (também conhecido como Espectroscopia Doppler), onde os espectros de estrelas são monitoradas em busca de sinais de oscilação, onde a estrela está se movendo para longe da Terra.  Esse movimento é causado pela presença de planetas, que exercem uma influência gravitacional em seus respectivos sóis.
Gregory W. Henry, pesquisador sênior da Universidade de Tennessee, foi responsável por coletar as medições precisas de brilho da AST que confirmaram a presença do planeta. Como ele explicou, esse sistema já é conhecido pelos fãs de Star Trek como sendo o local onde Spock, o oficial de ciências da USS Enterprise, veio.
Créditos: Universe Today

Os Buracos Negros

Sabemos muito pouco ou quase nada a respeito de buracos negros. É um lugar onde há um paradoxo físico quando as leis da nossa física não podem ser aplicadas porque resultam em absurdos matemáticos. Em termos gerais, um buraco negro é uma região do espaço que tem tanta massa concentrada que não há nenhuma maneira de um objeto  escapar de sua atração gravitacional. A densidade gigantesca do buraco negro faz com que esse poço gravitacional seja tão forte que nem mesmo a luz pode escapar dele.

O que é Horizonte de Eventos ?
Na Teoria da Relatividade Geral de Albert einstein, horizonte de eventos é um termo utilizado para as fronteiras do espaço-tempo, definido de acordo com um ponto do observador, de onde os eventos não podem interagir com o mesmo.
Um buraco negro é cercado por um horizonte de eventos. O universo observável, como o nome já diz, é o universo que podemos observar e que se expande a um segundo-luz por segundo desde o Big Bang há bilhões de anos. Pelo que parece o Horizonte de Eventos é uma fronteira imaginária ao redor de um buraco negro.
Por definição, os horizontes de eventos são invisíveis, isto é, impossível provar a sua existência. No entanto, a observação de objetos compactos que atraem gás para as suas superfícies parece ser um bom processo de obter provas satisfatórias.

Em 2002, cientistas norte-americanos propuseram uma teoria que também retira a noção de "buraco" dos buracos negros, transformando-os em bolhas, ou gravastars.
A existência dos buracos negros, deduzida a partir das equações da relatividade geral, tem sido comprovada indiretamente por numerosas observações astronômicas, mas ainda há muito o que entender sobre sua natureza.
Você pode resolver as equações da relatividade geral e ver como os buracos negros surgem, mas também surgem no contexto do padrão da física newtoniana. Considere um foguete lançado da Terra para o espaço. Para o foguete livrar-se da atração gravitacional da Terra, ele deve estar se movendo na velocidade de escape (a situação real é muito mais complicado do que isso). Podemos encontrar a velocidade de escape para qualquer objeto de massa m, de distância de um objeto com maior massa de massa M, definindo a energia cinética do objeto, 1/2 mv², igual à energia potencial do objeto no campo gravitacional do objeto massivo de , GMM / r, onde G é constante gravitacional de Newton. Uma coisa terrível acontece se você considerar que o objeto esta se movendo a uma velocidade equivalente à velocidade da luz, "c". De repente, você encontra lá em uma combinação de massa e  raio que cria um objeto tão denso a partir do qual nem mesmo a luz pode escapar (horizonte de eventos).

Uma solução conhecida como a métrica de Schwarzschild é uma descrição bastante sucinta do espaço-tempo ao redor de um buraco negro que não está girando:

Os detalhes destas equações não são importantes nesse momento. Mesmo porque não é minha intenção transformar esse tema e muitos outros em debates acadêmicos. Considere isso mais um dado a ser pesquisado...OK
Na próxima publicação vamos saber como se formam os buracos negros...

O buraco negro supermaciço do centro da nossa galáxia está dentro da região branca brilhante na primeira parte da imagem (telescópio espacial Chandra)

Eu recomendo que você assista ao vídeo. Explicações sobre buracos negros e o conceito de Horizonte de Eventos….é muito bom…!

Ponte Einstein-Rosen

Em 1916, Einstein apresentou sua teoria da relatividade geral, uma teoria que até hoje continua a ser o modelo padrão para a gravitação. Vinte anos mais tarde, ele e seu colaborador de longa data  Nathan Rosen publicaram um artigo mostrando que no formalismo da relatividade geral está implícita uma estrutura curva no espaço que pode unir duas regiões distantes do espaço-tempo através de um túnel como um atalho espacial. O objetivo do trabalho de Einstein e Rosen não era para promover as viagens mais rápidas que a luz pelo universo, mas tentar explicar as partículas fundamentais como elétrons em espaço-túneis encadeado por linhas elétricas de força. A Ponte Einstein-Rosen (buraco de minhoca) baseia-se no trabalho feito por Schwarzschild na resolução das equações de Einstein, uma das soluções para estas equações foi a previsão de buracos negros.

Imaginando que o espaço é um plano bidimensional curvado, estes seriam formados por duas massas que aplicam força suficiente no espaço-tempo para criar um túnel que conecta pontos distantes do universo (buracos de minhoca).

Uma das previsões notáveis da geometria de Schwarzschild era que se uma massa, M, for comprimida para dentro de um raio crítico (rs), hoje denominado raio de Schwarzschild (o ponto mais visível), sua gravidade iria tornar-se tão forte que nem a luz pudesse escapar. O raio de Schwarzschild (rs), de uma massa, M, é dada por:

Isto levou à formulação da teoria dos buracos negros. Einstein foi trabalhar com Nathan Rosen e em 1935, eles produziram um documento que mostrava evidências de uma ponte entre um buraco negro e um buraco branco, e que levou o nome de Ponte de Einstein-Rosen.
Um buraco branco (solução negativa da raiz quadrada dentro do horizonte de eventos) é um buraco negro indo para trás no tempo. Assim como os buracos negros engolem coisas, os buracos brancos fazem o oposto. No entanto buracos brancos não podem existir, uma vez que viola a segunda lei da termodinâmica…!!!

Na verdade, esta ideia, de usar um “buraco de minhoca” para viajar grandes distâncias foi utilizado por Carl Sagan, em um romance escrito em 1985 chamado “Contato” . Em seu romance ele queria um método de mover um personagem mais rápido que a velocidade da luz embora de uma forma a não violar a Relatividade.

Se um buraco de minhoca pode ser mantido aberto o tempo suficiente para uma nave espacial (ou qualquer outro objeto) passar, conclui-se que para manter um buraco de minhoca aberto exigiria uma densidade negativo de energia e uma grande pressão negativa. Tal questão hipotética é chamada matéria exótica.
Embora a existência de matéria exótica seja especulativa, uma maneira conhecida de produzir energia de densidade negativa: o efeito Casimir.

Raios Cósmicos Galácticos

Os raios cósmicos galácticos (GCR) são uma fonte de fundo altamente e energeticamente variável de partículas que constantemente bombardeiam a Terra. O GCR se origina fora do sistema solar e provavelmente é formado por eventos explosivos como uma supernova. Essas partículas altamente energéticas consistem essencialmente de todos os elementos que variam de hidrogênio, representando aproximadamente 89% do espectro GCR, ao urânio, que é encontrado somente em quantidades muito pequenas. Esses núcleos são totalmente ionizados, o que significa que todos os elétrons foram retirados desses átomos. Devido a isso, essas partículas interagem e são influenciadas por campos magnéticos. Os fortes campos magnéticos do Sol modulam o fluxo e o espectro de GCR na Terra.

Ao longo de um ciclo solar, o vento solar modula a fração das partículas de GCR de baixa energia, de modo que a maioria não pode penetrar na Terra perto do máximo solar. Perto do mínimo solar, na ausência de muitas ejeções de massa coronal e seus campos magnéticos correspondentes, as partículas GCR têm acesso mais fácil à Terra. Assim como o ciclo solar segue um ciclo de aproximadamente 11 anos, o mesmo acontece com o GCR, com seu máximo, chegando perto do mínimo solar. Mas, ao contrário do ciclo solar, onde explosões de atividade podem mudar o ambiente rapidamente, o espectro GCR permanece relativamente constante em energia e composição, variando apenas lentamente com o tempo.

Essas partículas carregadas estão viajando em frações da velocidade da luz e têm uma tremenda energia. Quando essas partículas atingem a atmosfera, grandes chuvas de partículas secundárias são criadas e algumas chegando ao chão. Essas partículas representam pouca ameaça para os seres humanos e os sistemas no solo, mas podem ser medidas com instrumentos sensíveis. O próprio campo magnético da Terra também trabalha para proteger a Terra dessas partículas, desviando-as amplamente das regiões equatoriais, mas fornecendo pouca proteção perto das regiões polares ou acima de aproximadamente 55 graus de latitude magnética (a latitude magnética e a latitude geográfica são diferentes devido à inclinação e deslocamento do campo magnético da Terra a partir do seu centro geográfico). Estas chuvas constante de partículas GCR em altas latitudes pode resultar em exposições aumentas de radiação para tripulantes e passageiros de aviões em altas latitudes e altitudes. Além disso, essas partículas podem facilmente passar ou parar em sistemas de satélites, às vezes depositando energia suficiente para resultar em erros ou danos em sistemas eletrônicos e sistemas espaciais.
Fonte: http://www.swpc.noaa.gov

Distância e Órbita entre a Terra e Marte

A Terra e Marte são planetas vizinhos e têm algumas coisas em comum. Ambos são de natureza terrestre (isto é, rochosos), ambos têm eixos inclinados, e orbitam o Sol dentro da zona circunstelar habitável. E durante o curso de seus períodos orbitais (ou seja, um ano) ambos os planetas experimentam variações na temperatura e mudanças em seus padrões climáticos sazonais. No entanto, devido a seus diferentes períodos orbitais, um ano em Marte é significativamente mais longo do que um ano na Terra, quase o dobro do tempo. E porque suas órbitas são diferentes, a distância entre os dois planetas varia consideravelmente. Basicamente, a cada dois anos a Terra e Marte vão estar "em conjunção" (onde estão mais distantes uns do outro).

A Terra orbita o Sol a uma distância média (semi-eixo maior) de 149.598.023 km, variando de 147.095.000 km no periélio e 152.100.000 km no afélio. A essa distância, e com uma velocidade orbital de 29,78 km / s, o tempo que leva para o planeta completar uma única órbita do Sol (ou seja, período orbital) leva cerca de 365,25 dias.
A imagem (1) mostra as órbitas da Terra e de Marte. Crédito: NASA

Marte, por sua vez, orbita o Sol a uma distância média de 227,939,200 km, variando de 206,700,000 km no periélio a 249,200,000 km no afélio. Dada esta diferença de distância, Marte orbita o Sol a uma velocidade mais lenta (24,077 km / s) e leva cerca de 687 dias terrestres (ou 668,59 sols Marte) para completar uma única órbita. Em outras palavras, um ano marciano tem quase 700 dias de duração, o que equivale a 1,88 vezes o tempo de um ano na Terra. Por definição, uma "oposição Marte" ocorre quando o planeta Terra passa entre o Sol e o planeta Marte. O termo refere-se ao fato de que Marte e o Sol aparecem em lados opostos do céu. Por causa de suas órbitas, oposições ocorre a cada 2 anos e 2 meses, 779,94 dias da Terra para ser preciso. De nossa perspectiva aqui na Terra, Marte parece estar se erguendo no leste assim como o Sol se põe no oeste.
A cada dois anos, a Terra passa por Marte enquanto orbitam ao redor do Sol. Crédito: NASA (Imagem - 2)

Por fim, a Terra e Marte não orbitam o Sol exatamente no mesmo plano, ou seja, suas órbitas são ligeiramente inclinadas em relação umas às outras. Devido a isso, Marte e a Terra se tornam mais próximos uns do outro apenas a longo prazo. Por exemplo, a cada 15 ou 17 anos, uma oposição ocorrerá dentro de algumas semanas do periélio de Marte. Quando acontece quando a Marte está mais próxima do Sol (chamada "oposição perihelic"), Marte e Terra ficam particularmente próximos.
No entanto, as abordagens mais próximas entre os dois planetas só acontecem ao longo dos séculos. Para tornar as coisas ainda mais confusas, ao longo dos últimos séculos, a órbita de Marte tem se tornado cada vez mais alongada, levando o planeta ainda mais próximo do Sol no periélio e ainda mais distante no afélio. Assim, futuras oposições trará a terra e Marte ainda mais perto.

As Estações do Ano

A órbita da Terra em torno do Sol não é exatamente um círculo. A órbita da Terra em torno do sol é ligeiramente elíptica. Portanto, a distância entre a Terra e o Sol varia ao longo do ano. Em seu ponto mais próximo da elipse, que é a órbita da Terra em torno do Sol, a Terra fica a 147.166.462 km do sol. Este ponto é conhecido como periélio e ocorre em janeiro.
No seu ponto mais distante a Terra fica a 152.171.522 km do sol. Este ponto é chamado afélio que ocorre em julho (figura abaixo).

A ligeira elipse (órbita da terra) tem um impacto quase desprezível sobre a quantidade de energia solar que está sendo recebido pela Terra. Essa diferença é de apenas 3,3%. A Terra leva 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46 segundos (365,242199 dias) para fazer uma volta completa em torno do sol.

Muitas pessoas acreditam que as estações da Terra tem relação com a distância da Terra ao Sol. Mas não é bem assim. Em vez disso, a Terra tem estações porque o eixo de rotação do nosso planeta é inclinado em um ângulo de 23,5 graus em relação ao nosso plano orbital (plano da órbita da Terra em torno do sol). A inclinação do eixo da Terra é chamado obliquidade.
Ao longo de um ano, o ângulo de inclinação não varia. Em outras palavras, o eixo norte terrestre esta sempre no mesmo sentido que aponta para o espaço. Neste momento a direção é mais ou menos na direção da estrela que chamamos de Polaris, a Estrela do Norte. Mas a orientação da inclinação da Terra em relação ao Sol é que muda à medida que orbita o Sol. Em outras palavras, o hemisfério norte está orientado para o sol durante metade do ano e longe do sol para a outra metade. O mesmo acontece com o hemisfério sul (Solstício de inverno e verão - Equinócio de outono e primavera).

Quando o hemisfério norte esta orientado para o sol, essa região da Terra aquece devido a um ângulo mais direto, portando, verão. As estações no hemisfério sul ocorre em momentos opostos ao hemisfério norte. Norte verão e Sul inverno.
Resumindo: A Terra gira sobre o seu eixo, que está inclinado em 23,5 graus. Esta inclinação resulta nos diferentes graus de radiação solar na Terra, isto é, o sol emite raios que atingem a superfície da terra em diferentes ângulos. Estes raios transmitem altos nível de energia quando atingem a Terra em um ângulo reto (90°). As temperaturas nessas áreas tendem a ser muito quentes (próximas ao equador). Em outros locais, onde os ângulos são menores, tendem a ser mais frio(próximas aos polos).
Como a Terra gira sobre seu eixo inclinado em torno do Sol, diferentes partes da Terra receber níveis diferentes de energia radiante. Isso cria as estações do ano.
Nota: A Terra gira sobre seu próprio eixo em um sentido anti-horário em um ângulo de 23,4 graus.

É importante falar alguma coisa sobe o chamado Ciclos de Milankovitch.
Mudanças cíclicas na órbita da Terra em relação ao Sol, os chamados ciclos de Milankovitch, têm sido relacionados com os últimos períodos glaciais e interglaciais. Estes ciclos incluem mudanças na excentricidade da Terra, inclinação axial e precessão (figura abaixo).

Excentricidade é a forma da órbita da Terra em torno do sol, que pode mudar de menos a mais elíptica ao longo de um período de cerca de 100.000 anos. Mudanças na inclinação axial representam alterações no eixo da Terra em relação ao seu plano da órbita em torno do sol. Oscilações que variam gama na inclinação axial de 22,5 a 24,5 graus e ocorrem a cada 41 mil anos. Precessão representa oscilação lenta da Terra à medida que gira sobre seu eixo. Precessão tem uma periodicidade de 23.000 anos.

Quasares

Quasares, os objetos mais brilhantes no Universo
Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes, mais antigos, mais distantes e mais poderosos do universo. Alimentados por buracos negros supermassivos no centro das galáxias mais conhecidas, os quasares podem emitir enormes quantidades de energia, até mil vezes a produção total de centenas de bilhões de estrelas em toda a nossa Via Láctea. Possivelmente a energia dos quasares resulte da acreção de material em buracos negros supermaciços no núcleo de galáxias distantes. Como a luz não pode escapar do buraco negro supermassivo no centro dos quasares, a energia que escapa está sendo gerada na parte externa do horizonte de eventos pelo estresse gravitacional e a enorme "fricção" no material que está sendo lançado para o espaço
O ULAS J1120 0641, um quasar alimentado por um buraco negro com uma massa de 2 bilhões de vezes a massa do sol.

 ESO / M. Kornmesser

Os astrofísicos Dartmouth Ryan Hickox e Kevin Hainline e seus colegas documentaram o imenso poder da radiação de um quasar. Dizem eles: “Pela primeira vez, somos capazes de ver a real extensão em que esses quasares e os buracos negros podem afetar suas galáxias, e vemos que ele é limitado apenas pela quantidade de gás na galáxia”.

A radiação liberada por um quasar abrange todo o espectro eletromagnético, desde de as baixas frequências, as ondas de rádio e micro-ondas até frequência no comprimento do infravermelho, ultravioleta e raios-X e raios gama de alta frequência. Um buraco negro central, também chamado de um núcleo galáctico ativo, pode crescer e engolir o material do gás interestelar circundante, liberando energia no processo. Isto leva à criação de um quasar, emitindo radiação que ilumina o gás presente em toda a galáxia. O gás irá produzir frequências muito específicas de luz que só um quasar pode produzir.

Quasares são pequenos em comparação com uma galáxia, é como um grão de areia em uma praia, mas o poder de sua radiação pode se estender além dos limites da galáxia onde esta localizado.
Existe muita controvérsia sobre como eles realmente influenciam a galáxia, mas agora temos um aspecto da interação que pode se estender à escala galáctica.
Os cientistas utilizaram observações em luz infravermelha, porque elas dão uma medida particularmente precisa da produção total de energia produzida pelo quasar. Créditos: ESO/Revista Nature.

Teorema de Bell

Antes de “falar” nas esquisitices elegantes da teoria quântica, vamos saber porque nada pode ser mais rápido do que a luz…
1- A matéria se torna mais maciça a medida que acelera, e na velocidade da luz, um objeto teria massa infinita.
2- Acelerar um objeto de massa em repouso não-zero até a velocidade da luz exigiria tempo infinito com qualquer aceleração finita, ou aceleração infinita por um período finito de tempo.
3-Também, tal aceleração requer energia infinita. Portanto, ir além da velocidade da luz num espaço homogêneo exigiria mais do que energia infinita, o que não é uma ideia sensata.
4- Observadores em movimento relativo irão discordar sobre qual de dois eventos quaisquer, separados por um intervalo de espaço, ocorre primeiro. Em outras palavras, qualquer viagem mais rápida do que a luz em qualquer referencial de inércia significará voltar para trás no tempo em qualquer outro quadro de referência igualmente válido…..

Muito bem, agora vamos a ela, A Teoria Quântica de modo bem resumido…
Um das coisas mais estranhos da teoria quântica é que é impossível saber certas coisas simultaneamente, como o momento e a posição de uma partícula, conhecer uma dessas propriedades afeta a precisão com que você pode conhecer a outra.
Isto é conhecido como o Princípio da Incerteza de Heisenberg, em homenagem ao físico alemão Werner Heisenberg.
Outro aspecto estranho é o fenômeno da não-localidade, que se mostra no bem conhecido entrelaçamento quântico.
Quando duas partículas ficam entrelaçadas, elas se comportam como se estivessem coordenadas entre si, como se estivessem trocando informações à distância, de uma forma totalmente estranha à intuição clássica sobre partículas fisicamente separadas.
A não-localidade determina como duas partículas distantes podem coordenar suas ações sem trocar informações. Os físicos acreditam que, mesmo na mecânica quântica, a informação não pode viajar mais rápido do que a luz.

A mecânica quântica permite que duas partículas se coordenem muito melhor do que seria possível se elas obedecessem às leis da física clássica. É possível ter teorias que permitem que partículas separadas e distantes uma da outra coordenem suas ações muito melhor do que a natureza permite e sem depender de que a informação viaje mais rápido do que a luz.

Uma experiência de raciocínio:
Vamos gerar duas partículas e deixar uma delas aqui na Terra enquanto que  mandamos a outra partícula para uma galáxia distante 2 milhos de anos-luz. Sempre que a rotação de uma partícula for para a esquerda a rotação da outra partícula sera para a direita, já que a rotação total das duas partículas tem que ser ZERO (lei do momento angular), mas de acordo com a teoria quântica o valor da rotação não é determinado até ser feita uma medição. Então vamos deixar a partícula que ficou aqui na Terra girar para a esquerda, como é que a outra partícula que esta a 2 milhões de anos-luz sabe disso e automaticamente gira para a direita. A informação teria que viajar mais rápido que a luz…!!!. Segundo Einstein a teoria quântica estava incompleta. Ou será que havia alguma coisa que não sabíamos…?

Bell provou matematicamente que de alguma forma aquela partícula em uma galáxia distante sabia o que a outra partícula estava fazendo…..
Algum tempo depois o Teorema de Bell foi provado em laboratório. Foram enviadas duas partículas em direções opostas. Foi mudada a polarização de uma das partículas e imediatamente a outra partícula mudou sua polarização para oposta a da primeira…..Então o que significa isso ?……Comunicação mais rápida que a luz…???…Em breve iremos tratar do tema “Totalidade sem Costura”
O teorema de Bell é amplo e toca em todas as ideias básicas da ciência. Ele diz que podemos estar conectados a todos os pontos do universo, o todo com o tudo. Toca no conceito de Tempo. No centro da mecânica quântica esta a incerteza ou o Principio da Incerteza. Na natureza existe a incerteza por toda parte. Deve ser terrível ter certeza de tudo, mesmo porque a certeza é efêmera e enfadonha. Assista o vídeo....eu recomendo....!

Dorsal Meso Atlântica

A Islândia é um lugar singular, geologicamente falando. Muita coisa tem sido descoberta em geologia, mais especificamente na dinâmica da Terra, com observações de fatos que acontecem naquela região do planeta, e são pesquisas recentes que tiveram início no começo do século XX.
A Dorsal Meso-Atlântica, que vai desde a Islândia até da Antártida é a maior cordilheira submarina na Terra. O cume foi formada por uma fenda oceânica que separa a placa norte-americana da placa eurasiana no Atlântico Norte. No Atlântico Sul, a Dorsal Meso-Atlântica separa a Placa Sul-Americana da Placa Africana. A Dorsal Meso-Atlântica é uma protuberância no fundo do oceano onde as forças ascendentes convectivas na astenosfera empurrar para cima a crosta oceânica e a litosfera.

A descoberta da Dorsal Meso-Atlântica na década de 1950 por Bruce Heezen levou à teoria da expansão dos fundos oceânicos e a aceitação da teoria de Wegener da deriva continental. A Dorsal Meso-Atlântica percorre placas que se tornam cada vez mais separados de acordo com a tectônica de placas, uma teoria desenvolvida para explicar a deriva continental.

O que é deriva continental ?
Deriva continental é uma teoria proposta no início do século XX pelo físico meteorologista Alfred Wegener, para tentar explicar, a semelhança na linha de costa em ambos os lados do Atlântico.
A combinação dos dois continentes (figura acima) mostra que na verdade as duas partes, América do Sul e a África eram ligadas. O mapeamento de estruturas geológicas entre América do Norte e da Europa também confirma a ideia de Wegener.

Existe um movimento constante no fundo do oceano devido ao deslocamento das placas tectônicas, submergindo mais profundo, ou como no caso da Dorsal Meso-Atlântica, afastando-se uns dos outros. Na área deixada para trás, uma nova crosta é criada quando o magma empurra para cima a partir do manto. A taxa de propagação é de aproximadamente 2,5cm por ano. Embora esta taxa seja relativamente lenta para os seres humanos, em termos de tempo geológico as placas se moveram milhares de quilômetros. Um bom exemplo de expansão dos fundos oceânicos é o Oceano Atlântico, que tem se transformado a partir de uma pequena enseada entre a Europa, África e Américas.

No encontro dessas duas grandes placas tectônicas, os vulcões se formam aproveitando a fragilidade na crosta. O magma incandescente se espalha e se resfria formando novas camadas de matéria sólida no fundo do mar. Esse fenômeno está gerando o afastamento das costas da América do Sul e da África a um ritmo de 2,5 cm por ano, como foi dito acima.
O exemplo de um dos eventos mais “recentes ” de movimento de placas ocorreu há cerca de 35 milhões de anos. A placa da Índia, que era ligada à Antártica, colidiu com a placa da Ásia, surgindo a cordilheira do Himalaia.
A alta densidade de vulcões na Islândia pode ser explicado pela situação na Dorsal Meso-Atlântica.

Pontos de Lagrange

Se você colocar um asteroide exatamente na mesma órbita que a Terra, o que aconteceria? Será que ele iria permanecer na órbita? se afastaria? Ou iria colidir com nosso planeta? A resposta depende exatamente de onde você vai colocar o asteroide. Há cinco pontos sobre ou perto da órbita da Terra, conhecidos como os pontos de Lagrange, onde um asteroide permanecerá estacionário em relação à Terra.
O matemático italo-francês Joseph-Louis Lagrange descobriu cinco pontos especiais na vizinhança de duas massas em órbita, onde uma massa, menor pode orbitar a uma distância fixa a partir das massas maiores.

Pontos de Lagrange: Lagrange mostrou que três corpos podem estar nos vértices de um triângulo equilátero, que gira no seu plano. Se um dos corpos é suficientemente maciço em comparação com as outros dois, então a configuração triangular é aparentemente estável. Corpos em tais pontos são por vezes referido como Troianos. O ápice líder do triângulo é conhecido como o principal ponto de Lagrange ou L4; o vértice mais distante é o ponto traseiro de Lagrange ou L5. Colinear com os dois grandes corpos são L1, L2 e L3, são pontos de equilíbrio que podem às vezes ser locais úteis para a nave espacial orbitar, por exemplo, a Sonda SOHO.

Exemplo: imagine a Terra ao redor do Sol em uma órbita circular. Depois, há cinco pontos de Lagrange, onde podemos colocar um satélite. Três deles ficam em uma linha através do Sol e da Terra. L1 está entre o Sol e a Terra, L2 está na mesma direção da Terra, mas um pouco mais distante, e L3 é o oposto da Terra, ligeiramente mais distante.

Os outros dois pontos de Lagrange são menos óbvios. L4 está na órbita da Terra cerca de 60 graus à frente da Terra, enquanto L5 em órbita da Terra a cerca de 60 graus por detrás da Terra.
Todos os planetas do nosso Sistema Solar têm pontos de Lagrange, assim como a Terra. Resumindo: Pontos de Lagrange são locais no espaço onde as forças gravitacionais e o movimento orbital de um corpo equilibrar um ao outro.

O que você está vendo acima é uma animação do movimento relativo da Terra e do Sol. A bola amarela no meio é o Sol, o azul de pequeno porte é a Terra, e os pontos marcados verdes são os ‘lugares estacionários
A importância de Lagrange não termina com estes pontos. Tudo isso nos leva a algo chamado “distribuição de energia potencial gravitacional”. Mas isso é assunto pra mais tarde…OK

Nova sequência de imagens de Júpiter

Em julho de 2016, a sonda Juno estabeleceu a órbita em torno de Júpiter, tornando-se a primeira nave espacial desde a sonda Galileo a estudar diretamente o planeta. Desde aquela época, a sonda vem enviando de volta informações vitais sobre a atmosfera, o campo magnético e os padrões climáticos de Júpiter. Com cada órbita de passagem, conhecida como perijoves, que ocorre a cada 53 dias, a sonda revelou coisas mais interessantes sobre esse gigante de gás.

Além disso, cada perijove tem sido uma oportunidade para Juno tirar fotos com sua JunoCam. Com a ajuda do público, essas imagens foram processadas e transformadas em imagens com cores incríveis. A mais recente imagem a ser lançada, que foi processada por cientistas cidadãos Gerald Eichstädt e Seán Doran, fornece uma bela sequência temporal das características atmosféricas no hemisfério norte de Júpiter.

As imagens foram tiradas (da esquerda para a direita) em 15 e 16 de julho durante a 14ª manobra da espaçonave. Na época, Juno estava passando pelo hemisfério norte de Júpiter, onde sua altitude variava de cerca de 25.300 a 6.200 km acima das nuvens do planeta.

Entre elas estão o oval branco anticiclônico (chamado N5-AWO), que pode ser visto no centro esquerdo da primeira imagem à esquerda e aparece ligeiramente mais alto na segunda e terceira imagens. Depois, há a Pequena Mancha Vermelha , uma enorme tempestade giratória anti-horária que aparece como uma oval branca no hemisfério sul do gigante gasoso.

Por último, mas não menos importante, há o Cinturão Temperado Norte-Norte, uma característica predominantemente ciclônica que gira na mesma direção que o planeta. Este Cinto aparece como uma faixa laranja-avermelhada e é mais proeminentemente exibido na quarta e quinta imagens.
Fonte: Universe Today

Lua - Perigeu e Apogeu

Desde muito tempos as pessoas olhavam para a Lua com respeito e admiração. E como o tempo passou, os estudiosos e os astrônomos começaram a observá-la regularmente e calcular a sua órbita. Ao fazê-lo, eles aprenderam algumas coisas bastante interessantes sobre o seu comportamento. Por exemplo, a Lua tem um período orbital que é o mesmo que o seu período de rotação. O que significa que ele sempre apresenta a mesma face para nós, uma vez que orbita em torno do nosso planeta.

E durante o curso da sua órbita, que também aparece maior e menor no céu, é devido ao fato de que às vezes é menor do que das outras vezes. Para começar, a Lua segue uma trajetória elíptica ao redor da Terra com uma excentricidade média de 0,0549, o que significa que sua órbita não é perfeitamente circular. Sua distância orbital média é de 384.748 km, que varia de 364,397 km no seu perigeu, para 406,731 km no seu apogeu.

Comparação de tamanho aparente da Lua no perigeu e no apogeu. Crédito: Wikipedia Commons / Tomruen. Esta órbita não circular provoca variações na velocidade angular da Lua e tamanho aparente, uma vez que se move na direção e longe de um observador na Terra. Quando está cheia e em seu ponto mais próximo da Terra (perigeu), a Lua pode parecer 10% maior e 30% mais brilhante do que quando está em um ponto mais distante em sua órbita (apogeu). Esta órbita não circular provoca variações na velocidade angular da Lua e tamanho aparente. A inclinação média da órbita da Lua ao plano da eclíptica (ou seja, o caminho aparente do Sol através do céu) é de 5,145 °.

Devido a esta inclinação, a lua está acima do horizonte no Pólo Norte e do Sul por quase duas semanas a cada mês, embora o Sol esteja abaixo do horizonte durante seis meses do ano. O período orbital sideral da Lua e período de rotação são as mesmas 27,3 dias. Este fenômeno, conhecido como rotação síncrona, é o que permite que o mesmo hemisfério seja visto por um observador na Terra o tempo todo. Daí porque o outro lado é coloquialmente conhecido como o “Dark Side”, mas este nome é enganador. Como as óbitas da Terra e da Lua são diferentes, partes estão na luz solar ou a escuridão em momentos diferentes e nenhum dos lados está permanentemente escuro ou iluminado.
Fonte: http://www.universetoday.com

Super Vulcões

Os fenômenos vulcânicos sempre foram motivos de espanto e até de crenças e adorações desde os primórdios da civilização, um “espetacular” evento geológico. Nessa primeira parte sobre Vulcanismo vamos tratar mais de perto um tipo de vulcão - O Supervulcão -  eles produzem os maiores e mais volumosos tipos de erupções na Terra. Esses vulcões tem o potencial de gerar catástrofes globais e extinção em massa em todo planeta.
De modo geral, vulcão é um lugar na superfície da Terra (ou qualquer outro planeta) onde a rocha derretida, gases e detritos piroclásticos irrompem através da crosta terrestre.
Um dos mais famosos supervulcão é o Parque Nacional de Yellowstone, na América do Norte.
Uma vez que não há uma definição exata do que é um supervulcão, é difícil dizer quantos deles são encontrados na terra.

Onde fica exatamente ?
Parque Nacional de Yellowstone fica no topo de uma câmara subterrânea de rocha fundida e gases sob pressão tão grande que a região é conhecida por seus geysers, é sem dúvida um dos maiores vulcões ativos no mundo.
Localização: Oeste dos EUA, WY
Latitude: 44,43
Longitude: -110,67
Elevação: 2.805 m
Quanto o assunto é vulcão, imediatamente visualizamos a uma imagem de uma montanha com uma cratera no topo. Um super vulcão difere de um vulcão regular muitas vezes por não apresentar um pico da montanha associado a ele.
O maior vulcão da Terra é do Havaí, Mauna Loa com cerca de 10 km de altura, do fundo do mar até o topo (que sobe cerca de 4 km acima do nível do mar)
O maior vulcão fora da Terra, é talvez o Olympus Mons do planeta Marte . Este vulcão enorme está a 27 km de altura com mais de 520km de diâmetro.
Veja na imagem abaixo alguns tipos de vulcões:

Alguns super vulcões:
Caldera de vilama – Argentina
Yellowstone – Estados Unidos
Crater Lake – Estados Unidos
Long Valley – Estados Unidos
Valle Grande – Estados Unidos
La Garita – Estados Unidos
Lago Toba – Indonésia
Lake Taupo – Nova Zelândia
Aira – Japão
Laacher See (Lago Laach) – Alemanha 
Trapas Siberianas – Rússia
Bennett Lake – Canadá 
Campi Flegrei – Itália
Mont Warning – Austrália

Mais algumas características dos super vulcões:
1- Crateras formadas por supervulcões são imensas e podem ter algumas dezenas de quilômetros de extensão, algumas podendo ser percebidas apenas por imagens de satélite.
2- Após a explosão e liberação do magma, o topo da caldeira forma uma cratera enorme.
3- Podem provocar mudanças radicais no clima da Terra, estando provavelmente associado a grandes extinções.

O Supervulcão de Yellowstone.
O supervulcão de Yellowstone foi o causador das maiores explosões vulcânicas na Terra . Quando o supervulcão de Yellowstone entrou em erupção a 640 mil anos atrás, formou-se ali uma enorme caldeira de 70 km por 30 km assentada sobre uma câmara magmática.
Após a última grande erupção, há 63 000 anos, a caldeira de Yellowstone foi preenchida por lavas reolíticas e por lavas basálticas (rocha ígnea vulcânica).
Tem uma coisa que os cientistas não conseguiam explicar: Onde esta o vulcão?
Os geólogos sabiam que naquele local existia ou existe um vulcão, mas onde está a cratera?
Não havia nenhum sinal visível de que ali existe um vulcão….
Observando o local os pesquisadores notaram que havia muitos mosquito, mas qual a relação dos mosquitos com um vulcão ?
Os mosquitos necessitam de água para procriar, e por ali existem muitas poças de água e lagoas e para isso o solo tem que ser impermeável, e o que torna isso possível é o Riolito (rocha vulcânica).

Riolito e Obsidiana

Cientistas encontraram na proximidades uma camada de rochas negras. Fizeram um corte transversal nessa rocha e levaram ao microscópio, encontraram “cacos de vidro” compactados, isto é, a Obsidiana, um tipo de vidro vulcânico. Isso foi o suficiente para provar que aquele local era uma enorme cratera.
A próxima grande erupção de Yellowstone pode ocorrer a qualquer momento. Erupções menores têm ocorrido nesses intervalos.